牛油果按:
不久前在aXiv杂志预印本上,发表了一篇“身份特殊”的文章,这是一个系列的第三篇,围绕黑洞储存的信息展开。文章充斥着一条条贴着醒目的霍金标签的词汇:黑洞、霍金辐射、霍金等式、信息悖论。是的,它在霍金去世之前的几天才刚刚完成。
牛油果在我们能看见虫洞吗?一文里说过,黑洞是一种密度极大的特殊天体,时空会在这里发生扭曲,它一般由行星坍缩或巨星向内塌陷而产生。巨大的质量被压缩在极小的体积内,这么大的密度,对应的引力当然也是巨大的。
关于黑洞信息悖论
经典物理学认为,没有什么能逃脱黑洞的引力,连光也不例外。于是,黑洞成了经典物理学里貔貅一般的存在,只不断吞噬,却从不输出,这和我们在课本上所学到的一致。
然而早在年,霍金通过计算提出,黑洞可能也有“温度”,这使得它会向外缓慢释放出黑体辐射,黑洞不是只进不出的!
大多数的热量都是以红外光的形式向外辐射,一些材料虽然不透明,例如黑色塑料袋,但是红外光可以轻松穿过,一些材料是透明的,例如眼镜,红外光却不能穿过。
理论上的黑体(黑色物体吸收更多的热量,理论黑体则会吸收所有波段的电磁波,所以夏天穿白衣服更凉快!)也会向外辐射,就像灯泡一样,只是功率要小得多得多。
温度为T的黑体向外辐射的功率为:
B(T)=δT^4(W/m2)
这里δ是玻尔兹曼常数,数值非常小,δ=5.67×10?-8(W/m2·K4)
放出的辐射会带走黑洞的能量,根据质能方程E=mc^2,这也就意味着黑洞的质量会慢慢变小,最后完全蒸散殆尽,黑洞的生命也就走到了尽头。这就是著名的霍金辐射理论,它的存在意味着黑洞也有寿命。死亡之后,黑洞原来的地方只剩下了真空,它轻轻的来,又轻轻的走,但是带走了所有的云彩。
那么问题来了,黑洞一生当中吸收了那么多的东西,最后就这样消失了,吸入的所有物质信息在黑洞死亡之后没有了去向,这不符合现代量子物理学的信息守恒原则。霍金陷入了困境。
年7月21日,在爱尔兰都柏林举行的“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上,英国传奇科学家斯蒂芬·霍金教授宣布了他对宇宙黑洞的最新研究结果,霍金的态度来了个度转弯,表示自己原来的观点错了,黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞食”,事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来:信息守恒。
霍金的尝试
在年,霍金和他的团队提出了一种新颖的假说,他们认为,至少有部分信息保存在黑洞的“柔毛层”(softhai)中,柔毛层由光子(组成光的微粒)和引力子(假想中引力所对应的微粒)组成。这些粒子围绕在黑洞的视界(eventhoizon),也就是黑洞周围光可以逃离的边界。
在这篇最新的文章里,霍金和他的团队找到了一个新的机制,它可以帮助我们计算黑洞柔毛层里储存的信息量,即使这个新机制目前还只是基于一种理论假设。
实际上,柔毛层本身、引力子,还有这个新的机制统统都是基于假说,但这并不影响这个看起来是“空中楼阁”的理论成为大家北京治白癜风的费用北京哪个治白癜风医院好
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