黑洞能夠吞噬光,量子糾纏探測黑洞可以嗎?事實真相是這樣的

2020-12-03 探索宇宙萬物

宇宙浩瀚無邊,有很多的神秘天體,黑洞就是其中之一。黑洞的特性是可以吞噬它周圍的物質,連光也無法逃脫被吞噬的命運。同時黑洞也是無法直接觀測到的,想要確定宇宙某處是不是有黑洞,只能通過它周圍的物質來確定,如果宇宙某處四周什麼物質也沒有,光到達那裡也消失了,那基本可以確定這個位置可能有黑洞。

那麼黑洞是不是真的無法探測呢?如果有一種手段可以深入黑洞內部進行探測,或許會對黑洞有更多的了解。

隨著人類科技的不斷進步,近年來,量子通信開始進行研究,並越來越火,量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子通訊是近二十年發展起來的新型交叉學科,是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。量子通信主要涉及:量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等,近來這門學科已逐步從理論走向實驗,並向實用化發展。

科學家經過多年研究發現,量子糾纏的速度可以超越光速,於是就有科學家提出一個假設:是不是可以利用量子糾纏技術去探索黑洞,或許量子世界可以擺脫黑洞的引力束縛,在黑洞內自由穿梭,並可以把信息通過黑洞內部發送出來,人類就可以通過這些信息對黑洞有更深得理解,對人類弄懂黑洞的本質及作用有更深的意義,那量子糾纏探測黑洞真的可以實現嗎?看看科學家是如何分析的?

量子通信本質上還是一種電磁波,量子糾纏也不能幫助它傳遞信息,因此,科學家認為,量子通信無法在黑洞周圍傳遞信息,假設量子糾纏速度能夠通信,而光速的四個數量級又是量子糾纏的速度的下限,這顯然是與相對論中的光速極限原理相悖的。

所謂的光子糾纏其實就是指兩個光子在某種條件下互相纏繞,兩個光子無論離多元都可以相互發生作用,同時不受速度的影響,能夠穿越時空,兩個光子旋轉的方向也是相反的。一個向上,另一個就會向下。糾纏光子的狀態是沒有規律的,完全是隨機的,因此人類無法推測出量子的自旋結果,無法將信息記錄下來,這也是 量子糾纏無法通信的原因。

假設一個糾纏光子在地球,一個則在黑洞視界內,在測量地球上的光子的同時,黑洞內的光子也在發生著變化。光速小於黑洞的逃逸的速度,這裡的「速度」指的是實物粒子的真實的運動速度,而量子糾纏的速度指的是感應速度,這兩種速度是不同層面上的速度,無法對比。因此,想要利用量子糾纏探測黑洞是不可取的。

不過以上的分析只是從人類當前對量子通信及量子糾纏的理解所得出的結論,其實科學家對量子技術的技術還處於起步階段,隨著研究的不斷深入,或許對於量子技術有著新的理解及發現,而探測黑洞的技術未來也一定會有。

黑洞的吞噬雖然可怕,但只要人類的科技不斷發展,未來或許會有辦法進入黑洞,而不被黑洞吞噬,甚至人類的宇宙飛船可以深入黑洞進行探索採樣,黑洞到底是什麼?相信未來一定會研究明白,如果黑洞真是像傳聞那樣是一個蟲洞的話,那對於人類的意義將會非凡,人類或可利用黑洞穿梭到宇宙的深處,我們期待著這一天的到來。

相關焦點

  • 地球會被黑洞吞噬嗎?科學家是這樣解釋的
    宇宙中的神秘天體很多,但要說最神秘的要屬黑洞了,黑洞最大的特發就是吞噬靠近它的一切物質,黑洞是無法直接被觀察到的,想要確定一個地方有沒有黑洞,就要觀察這個地方是不是一片虛元,尤其是光經過這裡的時候是不是發生彎曲消失,如果有這種現象,那這個地方就有可能具有黑洞的存在。
  • 可媲美第一張黑洞照片!科學家公布人類歷史上第一張量子糾纏照片
    ,立刻引發強烈關注,網友們都紛紛表示,原來傳說中的黑洞是這樣的,也沒有什麼特別的地方,有點像煤球燃燒時候的狀態,不過那張黑洞照片科學家進行了模糊化處理,真實清晰的黑洞照片遠比人們想像的要震撼。第一張黑洞照片清晰化效果第一張量子糾纏照片因為它具有極強的引力,它可以撕碎任何天體,可以吞噬光,科學家沒有把這些現象給拍攝到(畢竟以現在的技術也拍不到,只能拍個大概的輪廓),如果人類未來有技術能夠以視頻的形式展示黑洞的實時狀態,那才是真正的震撼,因為我們可以觀看黑洞撕碎恆星、吞噬陽光時的景象
  • 再論黑洞火牆與量子糾纏
    在這一年多的時間裡,爭論與其說是使理論物理學家們取得了進步,倒不如說是讓他們退回到了40年前的境地,現在這些理論物理學家們不得不面對這樣的問題:量子力學到底出了什麼問題?這群理論物理學家爭論的焦點仍然集中在黑洞這種宇宙中最奇異的天體上。
  • 黑洞為何會吞噬光?被黑洞吞噬的物質都去哪裡了?
    按照牛頓經典力學的詮釋,有質量的物體才有引力,而光是沒有質量(靜質量)的,所以黑洞應該不會吞噬光。但事實並非如此,黑洞會吞噬一切靠近的物質,哪怕光也不例外。很明顯牛頓經典力學無法解釋這種現象。而光就是能量,所以也可以理解為光就是質量,有質量的物質就會被黑洞吸引。光具有的是動質量,與一般物體的質量是有區別的。第二,用愛因斯坦的廣義相對論更好理解。廣義相對論表明,引力其實是不存在的,引力的本質其實是時空彎曲,而引力只是時空彎曲的表象而已。物體只是沿著彎曲時空的測地線(最短距離)在運動而已。而光也只是沿著彎曲的時空運動。
  • 用量子糾纏效應,解開墜入黑洞的萬物信息!
    ,這預示著未來糾纏的量子比特可用來探測這些奇異天體的神秘內部。不幸的是,一個質量相當於太陽的黑洞大約需要10^67年才能蒸發,這遠遠超過了宇宙的年齡。然而,在這個黑洞之外有一個環孔——或者更確切地說,一個蟲孔。通過測量黑洞與其發出霍金輻射之間微妙的糾纏,或許可以更快地檢索到這些不斷墜入的信息。黑洞信息悖論示意圖,愛麗絲把一個量子位元扔進黑洞,問鮑勃是否可以只用霍金輻射重建這個量子位元。
  • 黑洞奇點的「量子糾纏」超乎想像
    理論物理學家現在設想了更大膽的情形,兩個黑洞以穿越時空的「蟲洞」連接起來,蟲洞縮短了時空的距離,它的物質實質在於黑洞之間產生了「量子糾纏」。理論物理學家獲得了前瞻性的洞察力,他們試圖將量子力學和愛因斯坦的廣義相對論調和起來,量子力學定義了量子糾纏概念,廣義相對論定義了蟲洞和黑洞概念,一部分理論物理學家認同兩者的關聯,另一部分理論物理學家認為,量子力學和廣義相對論只存在一種數學上的推導關係。
  • 被黑洞吞噬的物質去哪裡了?它們會穿越時空嗎,霍金的黑洞人生!
    黑洞堪稱宇宙中最可怕的天體,能吞噬其周圍包括光線在內的一切物質,在黑洞內,物理學上的時間和空間都沒有了意義。那麼,如此強大的黑洞會是穿越時空的通道嗎?其實說到這裡大家首先要改變自己的刻板印象,黑洞並不是一個洞。現代物理學認為,黑洞是宇宙中客觀存在的一種質量驚人的天體,一般由質量超大的恆星經過演化後,引力坍縮而成。
  • 被黑洞吞噬的物質去哪裡了?
    黑洞堪稱宇宙中最可怕的天體,能吞噬其周圍包括光線在內的一切物質,在黑洞內,物理學上的時間和空間都沒有了意義。那麼,如此強大的黑洞會是穿越時空的通道嗎? 霍金的一生可以說很大一部分都獻給了黑洞研究,但是直到最後,霍金依舊擔心黑洞只是一個純粹的理論概念。直到現在,我們可以負責任地告訴已經離世的霍金,黑洞確確實實是存在的。
  • 光也逃不出黑洞?被黑洞吸收的物質去哪了?人類進入黑洞會怎樣?
    時空的彎曲程度科學家認為,如果某個物體可以讓周圍的時空進行無彎曲,彎曲程度達到了極致後,那麼在這個空間內即使是光也沒有辦法逃離出去。根據科學家的研究來看,這樣的物體是真實存在的,1969年,一位叫做約翰惠勒的科學家就把這種天體命名為了黑洞。曾經的我們認為黑洞是不可能存在的,這只不過是科學家的過度揣測。
  • 黑洞裡的世界到底是什麼樣的?真實的情況可能遠超我們的想像
    黑洞到底是什麼,現代科學沒有確定的答案,有人說黑洞的中心可能是一個奇點,但真相如何沒有一個人知道,我們對於黑洞的了解,只知道它的引力非常強,因此這個看上去沒有實體的天體,它的質量也是宇宙巨無霸的存在,它的吞噬能力非常強大,任何天體,物質包括光一旦進入它的視界,都很難逃脫被它吞噬的命運。
  • 諾獎以上,真相未滿:追捕黑洞二百年
    那麼問題來了,霍金沒有因為黑洞研究而獲得諾貝爾物理獎真的並不公平嗎?羅傑·彭羅斯僅僅是以霍金朋友的身份代他領獎嗎?另一方面,為什麼婦孺皆知的黑洞,要等到如今才摘得諾貝爾獎,甚至還有些勉強?黑洞的偉大發現難道不早就該彪炳史冊嗎?這些問題的答案,可能都埋藏在人類追捕黑洞真相的漫長歷史裡。
  • 諾獎以上,真相未滿:追捕黑洞二百年
    密度大到能吞噬光的天體,自然也就無法被人類觀測到。1783年,英國自然哲學家、地質學家約翰·麥可在給英國皇家學會的亨瑞·卡文迪許的信中,提出了這樣一種不可見天體的可能性。他將之稱為「暗星」——約翰·麥可還根據宇宙速度來推測,如果一個與太陽質量相同的天體,其半徑只有三公裡,那麼這個天體的引力就將達到光無法逃逸的程度,也就形成了對地球的不可見。
  • 探測量子引力:量子計算與黑洞之間令人著迷的聯繫
    如果沒有這樣的理論,我們就無法了解大爆炸後的早期宇宙發生了什麼,也無法預測太空人在難以想像的高密度黑洞中會有怎樣的命運。我們需要實驗來指導方向,但實際情況卻令人沮喪,難以捉摸。  粒子物理學的歷史提供了有益的類比。到了20世紀50年代,科學家有了一個與實驗相符的弱核力理論。
  • 黑洞可以吞噬宇宙嗎?我們宇宙會不會就在黑洞裡面?
    但是這個想像是可能存在的嗎?我們的宇宙會不在就在一個超大質量的黑洞內呢?可能嗎?首先,我們知道引力影響光,引力透鏡科學已經掌握並解釋了這一現象。而宇宙的意義,是指各部分的總和,也包括了宇宙。而黑洞是宇宙中最吸引人的天體之一。
  • 用蟲洞連接兩個黑洞!科學家正在實驗室建立基於黑洞的量子傳送器
    它所需要的就是兩個量子糾纏的黑洞。傳統智慧告訴我們,黑洞的巨大引力永遠無法逃脫。但是根據幾年前的理論研究,《量子》雜誌報導說,兩個完全糾纏在一起的黑洞在穿過其中一個的事件視界後應該能夠在它們之間傳輸量子信息,而不是摧毀它。根據該實驗的計劃,這個設想充滿了野心。
  • 諾獎以上,真相未滿:物理學家「偵緝」黑洞二百年
    密度大到能吞噬光的天體,自然也就無法被人類觀測到。1783年,英國自然哲學家、地質學家約翰·麥可在給英國皇家學會的亨瑞·卡文迪許的信中,提出了這樣一種不可見天體的可能性。而在當時條件下,吞噬光的星體還僅僅是個邏輯推演,科學界還沒有理論路徑來認識真實存在的黑洞。到20世紀初年,電磁學興起之後,人們開始從另一個角度來理解黑洞。德國物理學家,量子力學的開創者馬克斯·普朗克在1900年提出了關於「黑體輻射」的假說。
  • 理論物理學家發現黑洞中的信息可以得到保存
    據國外媒體報導,科學家證明可以通過量子隱形傳輸的形式從黑洞中檢索信息,在量子物理的奇怪世界內,粒子的量子隱形傳輸可以轉移屬性位置,似乎是從懸崖邊上拉回來。科學家認為黑洞是宇宙中的暴食者,一旦物質通過黑洞的事件視界就無法逃脫,因此也被認為是只進不退的地步,甚至是光也無法逃脫黑洞的引力,但真的是這樣嗎?
  • 什麼是黑洞?黑洞能吞噬太陽系嗎?科學家給出不一樣的解釋
    一個恆星質量的黑洞,其質量是太陽質量的數十倍,可能在大質量恆星坍塌後的幾秒鐘內形成。這些相對較小的黑洞也可以通過被稱為中子星的兩顆緻密恆星殘骸的合併而形成,中子星也可以與黑洞合併形成更大的黑洞,或者兩個黑洞可以碰撞,像這樣的合併也會很快形成黑洞,並在時空中產生漣漪,稱為引力波。
  • 假如地球被黑洞吞噬,人類的命運會如何?能夠生存下來嗎?
    宇宙浩瀚廣闊,除了比較常見的恆星,行星之外,還有一些非常特殊神秘的天體,比如脈衝星,中子星,黑洞等,其中黑洞是最神秘的存在,也是人類目前所知最強大,最霸道的天體。人類目前對黑洞的認知是非常有限的,黑洞的本質是什麼,進入黑洞到底會發生什麼?科學家目前也只是一種猜測,科學家認為黑洞是超大質量恆星死亡後演化而來的,事實是否如此,還有待未來的研究和探索。
  • 黑洞吞噬光、恆星、中子星,黑洞中心是什麼?
    黑洞是一種特殊的天體,"黑"意味著它不會向外界發射或反射任何光,"洞"意味著它可以吞噬任何物質,包括光,一旦墜落進去,就會成為它的一部分。黑洞吞噬天體,被認為是目前宇宙中最神秘和最令人震驚的場景。最近,科學家第一次觀察到黑洞吞噬中子星的引力波。黑洞還吞下了些什麼?