物理学家偶然对黑洞有了新的发现
鉴于我们确认黑洞存在的第一次直接探测是在本世纪才发生的,人类对这些神秘的宇宙物体知之甚少是可以原谅的。我们甚至不知道我们不知道的一切,这一事实在一项新发现中得到了证明。在运行黑洞熵的量子引力校正方程时,一对物理学家发现黑洞对它们周围的空间施加压力。
可以肯定的是,压力不大,但这一发现与斯蒂芬霍金的预测惊人地一致,即黑洞发出辐射,因此不仅有温度,而且在没有吸积的情况下随着时间的推移慢慢缩小。
英国苏塞克斯大学的物理学家和天文学家 Xavier Calmet 说:我们发现施瓦西黑洞有压力和温度,这更令人兴奋,因为这完全是一个惊喜。
如果你只考虑广义相对论中的黑洞,就可以证明它们的中心有一个奇点,我们所知道的物理定律必须在那里崩溃。
希望当量子场论被纳入广义相对论时,我们或许能够找到对黑洞的新描述。当他们发现这一发现时,卡尔梅特和他在苏塞克斯大学的同事、物理学家和天文学家福克特·柯伊伯斯正在使用量子场论进行计算,试图探测黑洞的事件视界。
具体来说,他们试图了解黑洞事件视界的波动,以纠正其熵,即从有序到无序发展的衡量标准。
当他们进行这些计算时,Calmet 和 Kuipers 不断地发现他们的方程中出现了一个额外的数字,但他们花了一段时间才意识到他们在看什么——压力。
"当我们意识到神秘的结果在我们的公式告诉我们,黑洞,我们正在研究有压力销降的时刻-它拼杀个月后-是令人振奋,"库伊佩尔斯说。
目前还不清楚是什么造成了压力,根据团队的计算,它非常小。此外,它是负的,与地球在海平面上的 1bar 相比,表示为 -2E -46 bar 对于一个太阳质量的黑洞。
这正是它听起来的意思,黑洞会缩小,而不是增长。这与霍金的预测一致,尽管此时无法确定负压与霍金辐射的关系,或者即使这两种现象相关。
然而,这一发现可能对我们将广义相对论与量子力学平方的尝试产生有趣的影响。
黑洞被认为是这项工作的关键。黑洞奇点在数学上被描述为一个密度极高的一维点,在这一点上广义相对论崩溃了,但它周围的引力场只能用相对论来描述。
弄清楚这两种机制如何结合在一起也可以帮助 tp 解决一个非常棘手的黑洞问题。根据广义相对论,在黑洞之外消失的信息可能永远消失。在量子力学下,它不可能。这就是黑洞信息悖论,用数学方法探索黑洞周围的时空可以帮助解决它。
我们的工作是朝着这个方向迈出的一步,卡尔梅特说,虽然我们正在研究的黑洞施加的压力很小,但它的存在开辟了多种新的可能性,跨越天体物理学、粒子物理学和量子物理学。
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