你必需知道的事實 霍金提出新黑洞理論

2020-11-23 中國青年網

　　 黑洞的難題如同九頭蛇的腦袋，砍掉一個後還會出現新的：物理學家史蒂芬·霍金最近提出了新的黑洞理論，本來黑洞已經處於非常神秘的地位，現在霍金認為這個令人捉摸不透的天體其實是「不存在」的，或者說黑洞是以「灰洞」的形式存在，但不是我們所認為的那樣，那麼真相到底是什麼？事實上霍金的黑洞理論比較奇特，其中涉及到大量關於黑洞的性質研究，我們在解決每一個關於黑洞難題的時候都會產生新的困難，就像九頭蛇被砍掉一個腦袋後又長出新的頭來。

　　 早前的科學家開始思考宇宙中存在看不見的「暗星」：早在1784年，一個叫約翰的科學家米歇爾開始對牛頓的引力理論進行深入思考，牛頓的經典物理學認為只要給一個物體足夠的速度，就可以不會掉下來而一直繞著地球運行，這就是我們現在所知的第一宇宙速度，也是人造地球衛星的最小發射速度和最大環繞速度。米歇爾根據這個思想又進一步提出宇宙中可能存在巨大的「暗星」，它們在天空中分布非常廣，但我們看不見它，因為它的逃逸速度連光都無法達到。法國數學家拉普拉斯等又計算出此類天體的半徑，發現其非常小，只有6公裡左右，但質量卻和我們的太陽相當。

　　 德國天文學家卡爾·史瓦西計算出黑洞的視界半徑：20世紀物理學經歷了一場大革命後，黑洞就變得更加離奇，愛因斯坦在1916年出版的廣義相對論基礎性研究也無法完成解決關於黑洞的問題，一位名叫卡爾·史瓦西的德國天文學家計算出一個巨大天體可扭曲周圍空間，以至於連光都無法逃脫，這個特定的半徑就是我們所致的史瓦西半徑，也可以稱之為「視界」，在這個邊界之外我們可以安全接近和離開黑洞。

　　 錢德拉塞卡極限與超新星爆發、黑洞的形成有關：1930年，一位來自印度的物理學家（錢德拉塞卡）發現，只要有足夠的質量，恆星引力可以克服電子簡併壓力並擠壓所有的質子和電子，並形成中子星，當恆星的內核超過這個極限質量後，就會發生爆炸，這就是超新星爆發。1967年，物理學家約翰·惠勒使用了「黑洞」一詞來形容這樣的天體。

　　 史蒂芬·霍金提出了黑洞輻射的理論：1974年，史蒂芬·霍金開始提出著名的黑洞輻射，通過對亞原子粒子尺度上的研究發現黑洞其實可以向外釋放輻射，霍金認為一個粒子和反粒子在黑洞邊緣的事件視界上會出現奇怪的事情，通常這兩個粒子會湮滅，並釋放出能量回歸宇宙中，但如果一個粒子被吸進了黑洞，而另外一個逃離了黑洞，那麼只要有足夠的時間黑洞就會被「削弱」，並進一步被蒸發掉。

　　 黑洞事件視界內光是無法逃脫的：在量子尺度上，黑洞周圍到底發生了何種變化一直是物理學家研究的前沿領域，黑洞蒸發導致了另一個更加複雜的問題，就是粒子和反粒子的量子糾纏，黑洞周圍可能上演著被阻斷的量子糾纏行為。除此之外，霍金還對事件視界進行了研究，光在視界之外是無法逃脫的，光和其他信息被存儲在某一個能量層上。

　　 霍金最新的理論認為黑洞周圍並不是完全隔絕的邊界，黑洞內部的信息可以通過某個通道向外逃離，這意味著輻射和信息可以離開黑洞，儘管它們的逃離顯得非常匆忙和混亂。

　　黑洞的難題如同九頭蛇的腦袋，砍掉一個後還會出現新的：物理學家史蒂芬·霍金最近提出了新的黑洞理論，本來黑洞已經處於非常神秘的地位，現在霍金認為這個令人捉摸不透的天體其實是「不存在」的，或者說黑洞是以「灰洞」的形式存在，但不是我們所認為的那樣，那麼真...

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  • 霍金以新理論破解「信息悖論」
    現在，史蒂芬·霍金等人提出了新解釋：落入黑洞的粒子的信息部分被位於視界線（黑洞邊界）的粒子組成的「柔軟毛髮」所「俘虜」，這些信息並沒有消失，但很難還原和破解。相關研究發表在arXiv上。　　去年3月，霍金對黑洞理論進行了修改，宣稱黑洞實際上是「灰色的」。新「灰洞」理論稱，物質和能量被黑洞困住一段時間後，又會被重新釋放到宇宙中。
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    不過，這話既然出自黑洞理論創始人之一史蒂芬·霍金之口，就得認真聽了。　　據《自然》24日報導，霍金在22日發表論文承認，黑洞其實是不存在的，不過「灰洞」的確存在。　　黑洞不能困住所有物質　　在這篇名為《黑洞的信息保存與氣象預報》的論文中，霍金指出，由於找不到黑洞的邊界，因此黑洞是不存在的。
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    【環球科技綜合報導】據香港《文匯報》1月11日報導，英國著名物理學家霍金20世紀70年代提出新黑洞理論，稱黑洞並非吞噬一切的重力墓場，而是會釋放輻射，並可能在過程中導致小型黑洞「蒸發」。這項理論為物理學帶來重大革命，但由於始終缺乏實驗數據證明，令他至今沒有獲諾貝爾獎垂青。
  • 霍金在《時間簡史》中提出新理論,引轟動
    2018年3月14日，霍金去世，這顆在宇宙中發亮的星星終於迎來了一個完美的落幕。他在世時，為人類在宇宙探索中奉獻了太多的精力和知識，不過，就像霍金在遙望星空，心中不免會存在有這樣的疑惑:宇宙是怎麼誕生的？經過一系列的研究後，霍金在時間簡史中提出了奇點理論。
  • 黑洞信息悖論——一個讓霍金都甘心認輸的理論,至今仍沒有答案
    根據量子效應理論，霍金有了重大的發現：黑洞並非完全不吐出物質，它也可以進行非常精微的黑體輻射。根據海森堡測不準原理，黑洞周圍的空間會產生由黑洞的能量所產生的粒子-反粒子對。在黑洞附近，引力無比巨大，其中一個粒子被黑洞所吸收，迅速消失。
  • 構想:從霍金輻射來看,黑洞能夠被消滅的理論可行性
    霍金和他的開創性論文雖然這種解釋是普遍存在的，但它與實際計算不完全相符，在這裡就不過多解釋。霍金輻射的提出，引起了科學界巨大的震動，因為，這幾乎顛覆人們認知式的告訴了所有人：黑洞是可以被消滅的。都知道粒子成對出現，當一對虛粒子出現後，正常它們會立刻相互湮滅，可是這些物質如果靠近黑洞，極端的重力會把粒子拉扯開，就會出現一個粒子射入太空，另一個粒子被黑洞吸收。這一下被吸收的粒子具有負能量，那就降低了黑洞的能量和質量。如果有足夠多的負能量虛粒子被吞噬，黑洞就會蒸發。當然這只是理論的情況，而且需要實際被證明也是很困難的。
  • 科學家提出驚人理論:宇宙中並不存在「黑洞」
    科學家提出驚人理論：宇宙中並不存在「黑洞」然而，黑洞理論的創始人史蒂芬·霍金卻提出了驚人的言論，聲稱在宇宙中沒有「黑洞」，只有「灰洞」。該理論來源於一篇名為《黑洞的信息保存與氣象預報》的調查論文中，是霍金對黑洞的研究成果之一，他認為黑洞其實是一個擁有極端物理環境的「灰色地帶」。　　質能進入黑洞中後還會「回到」宇宙中，我們此前對黑洞的邊界理論認識是有待改善的，黑洞或不會永久性地保存質能信息，在某個時候會「釋放」出來。
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    【面積不減有奇點，霍金輻射無邊界】前面兩篇介紹了奇性定理和面積不減定理，今天要介紹霍金一生最重要的理論貢獻了。黑洞熱力學第二定律在上世紀70年代初，霍金證明了面積不減定理，指出當黑洞形成以後，隨著時間演化，黑洞的視界表面積總是只會增加不會減少。在面積不減定理提出後的第二年，美國物理學家惠勒的一個博士研究生貝肯斯坦就注意到它的理論並指出面積不減定理跟熱力學第二定律——熵增定律長得很像。
  • 霍金與黑洞 | 舊文重發
    物理學的專業詞彙中，恐怕很難找出別的術語，能比「黑洞」一詞更深入公眾之心，黑洞又和那個輪椅上歪歪倒倒的傳奇人物霍金的名字連在一起。因此，兩者都廣為人知。40年之前，英國物理學家史蒂文·霍金將量子論引入黑洞的經典理論【1】，提出hawkingradiation的觀點。