1974年 ,斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking 事件视野,这些宇宙野兽实际上可以发出颗粒。通过弹出这些颗粒,黑洞将在很长一段时间内收缩 ,最终蒸发和 可能爆炸 。
霍金引发了一场持续50多年的辩论。黑洞蒸发的想法使物理学的两个基本原则;一般相对论和 量子力学 —发生冲突。
但是,假设霍金(Hawking)和其他人是正确的,那么黑洞将如何蒸发 ,什么都没有留下?在我们探索这个有力的想法之前,重要的是要知道理论物理学家仍在争论如何可能 。但是在过去的几十年中,出现了许多潜在的解释 ,即黑洞似乎是如何通过消失来违抗我们宇宙规则的。
“我们在过去的50年中为此而战,” 丹尼尔·哈洛(Daniel Harlow)麻省理工学院的物理学家告诉《现场科学》。“我现在要说的是,我们比霍金好得多 。 ”
有关的: 黑洞可以吞噬宇宙吗?
阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)预测 黑洞 1915年,他的理论 一般相对论 ,这解释了如何 重力是时空曲率的属性。基于该理论,黑洞是对物体,其中大量压缩到一个奇异区域 , 重力 如此强大,即使光也无法逃脱它的拉力。
“根据总体相对论,一切都只能进入(黑洞) ,什么也不会出来 。” 海诺·法尔克(Heino Falcke),荷兰拉德布德大学的天体物理学家,参与捕获 2019年黑洞的第一张图片。“扔进的一切都被完全压倒了。”
但是大约60年后 ,霍金的 计算 表明也许并非一切都被黑洞压碎。在量子力学中,颗粒对成对;颗粒和反颗粒—眨眼出来 。这些粒子通常相互抵消。
但是霍金认为,事件视野中的田野波动 ,一个黑洞的“无回报点 ”,除了什么都无法逃脱,这意味着这些粒子并不总是消除:其中一个颗粒可以被吸入黑洞,而另一个颗粒则被弹出到太空中 ,而留下了云辐射的云。根据这一理论,随着越来越多的颗粒被喷出,黑洞开始失去能量和质量 ,并最终消失 。
这个过程将非常慢。一个带有太阳质量的黑洞可以占用 10^67年 完全蒸发—长于宇宙的当前年龄。科学家尚未为此找到证据 。 黑洞似乎不会释放热辐射,这意味着可能无法检测到鹰辐射。一些科学家正试图窥视实验室和微小的黑洞中难以捉摸的辐射,而这些辐射比我们银河系中的辐射更快地蒸发。
但是 ,霍金的想法有一些警告,导致了令人困惑的问题 。蒸发引入了一个名为黑洞信息悖论的难题。如果黑洞蒸发并消失,它留下的颗粒是有关此问题原始状态的缺少信息。这违反了物理&Mdash的核心概念;一个时间点的系统应在另一个时间点确定或反映其状态在另一个时间点;也称为可预测性 。
科学家仍在辩论如何解决这个悖论。哈洛说:“霍金的悖论令人惊讶的是 ,任何解决方案都要求您放弃一些神圣的物理原则。”霍金的解决方案是放弃可预测性 在1976年的论文中感叹。
一些物理学家正在检查 围绕热力学的法律 解决这一差异以及熵如何影响量子信息 。另一组物理学家正在研究当地,这一原则是直接仅受周围环境直接影响对象的原则。他们认为信息悖论可以通过称为的东西解决 量子非局部性 —黑洞内的颗粒与外部相关粒子共享其量子状态的想法。
尽管了解黑洞蒸发方面取得了进展,但奥秘仍然堆积起来 。在2023年的一项研究中 物理评论信Falcke及其同事认为 ,信息悖论可能不仅限于黑洞。通过重新考虑Hawking的计算,团队提出所有对象都可能存在相同的问题。 万物可能正在蒸发,从而加深了难题 。
法尔克说:“我们无法解释世界上的某些东西。”“但是,您知道 ,通过创造更多的奥秘,我们实际上可能最终更接近解决方案。 ”