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黑洞与霍金悖论

太阳系 / by: 多肉 / 发布:2015年12月10日 / 40次阅读 / 暂无评论
标签:探索宇宙  斯蒂芬·威廉·霍金   / 最后修改时间: 2016-10-22 20:43:57

太阳系 / 2015年12月10日 / 40次阅读 / 标签:探索宇宙  斯蒂芬·威廉·霍金  


黑洞与霍金悖论

黑洞是一种特殊的天体。

黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种密度极大体积极小的天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。

1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild,1873~1916年)通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在这个点周围存在一个界面(视界)一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒(John Archibald Wheeler)命名为“黑洞”。

“黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体”。

黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个视界(临界点)内,便再无法逃脱,甚至目前已知的传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。

由于光都无法从黑洞逃逸,黑洞就无法直接观测。但我们可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和y射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。

科学家最新研究理论显示,当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”,它不像黑洞吞噬邻近所有物质,而是喷射之前黑洞捕获的所有物质。科学家猜测穿过黑洞可能会到达另一个空间,甚至是时空。

神秘而恐怖的黑洞

神秘而恐怖的黑洞

什么是霍金悖论?

霍金认为黑洞这种由星体残骸演化成的漩涡会保留被吞噬物体的痕迹、而且终将释放出少量被撕碎的物质的理论。

1975年,霍金创立了闻名世界的理论体系,让黑洞的概念家喻户晓。这一理论主要是说,黑洞不可能透露出东西,所有那些被它吞噬的东西将永远置身于我们的宇宙之外。这一论断被一些人称为“霍金悖论”,为了解决“悖论”从而引发了平行宇宙的概念,或者说有多个宇宙共存的说法,因为它与量子理论向抵触。量子理论在原子的水平上对宇宙加以描述,推断出信息是从来不会丢失的。

如今,霍金已修改了他的黑洞理论(勇于否定自己以前的结论),认为黑洞是可以“从新开放”的,所吞噬的信息可以以另一种形式释放出来,就像生活中的燃烧一样,只是信息的转化而已。

霍金用了30年的时间研究宇宙黑洞,证明宇宙中存在着无数的黑洞,2004年7月14日,这位剑桥大学的著名物理学家正式发表了一篇论文,认为黑洞这种由星体残骸演化成的漩涡会保留被吞噬物体的痕迹、而且终将释放出少量被撕碎的物质。黑洞和其他事物一样,应该会保存其形成时的量子力学记录。例如,黑洞可能产生于大型恒星的消亡,恒星用于核聚变的燃料用尽,在自身引力的作用下不断坍塌,最终形成黑洞。根据量子力学,黑洞应该储存了产生它的恒星及所有后来被吸入黑洞的物质的信息。但是如果黑洞某一天蒸发了,这些信息似乎也将会被摧毁。

2015年8月25日,霍金在斯德哥尔摩瑞典皇家理工学院做报告时,提出了一种对信息丢失悖论可能的解释,即给黑洞“植发”的方法:“我认为信息并非像人们预料的那样储存在黑洞内部,而是储存于它的边界,也就是事件视界。”他说。事件视界是黑洞的理论边界,一个任何物体都“有进无出”的球面。霍金进一步表示,信息存在于事件视界上的“超级译本”中,它们是死亡恒星及落入黑洞的物质在第一次穿过视界时形成的痕迹,可以改变通过霍金辐射所发射出的粒子的位置和时机。霍金承认这些信息并不容易恢复,但是至少会维持信息不被摧毁,这也就解决了黑洞信息悖论(霍金悖论)。“进入黑洞的粒子的信息最终回到了宇宙,”他说,“只是以一种混乱无用的形式。所以说,实际上,这些信息没有凭空消失,只是我们找不到了而已。"

美国宇航局NASA发布的黑洞撕碎恒星的视频

这个视频太震撼,我们的宇宙太神奇。

视频链接:

http://cloud.youku.com/services/sharev?vid=XMTM3MTU5NzQ2OA==&client=cddeab79f7ef1ecf

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