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斯蒂芬·霍金著名的黑洞悖论在令人毛骨悚然的发现后得到了解决
作者:Sam Keir
最后更新:2022年3月17日星期四

“事实证明,黑洞实际上是好孩子, 紧紧抓住对孕育他们的星星的记忆.”

泽维尔垂直教授
一个由物理学家组成的国际四重奏, 包括世界杯竞猜的教授和研究生, 共同撰写了两篇论文,极大地改变了世界杯竞猜官方网站对黑洞的理解,并解决了困扰科学家近半个世纪的问题.
在杂志上发表的第一篇论文中 物理评论快报, 泽维尔垂直教授 来自世界杯竞猜数学与物理科学学院, Roberto Casadio教授 (博洛尼亚大学INFN), 徐志伟教授 (密歇根州立大学),还有一位博士生 Folkert Kuipers (世界杯竞猜), 证明了黑洞比最初理解的更复杂并且有引力场, 在量子层面上, 编码关于它们如何形成的信息.
20世纪60年代, 杰出的物理学家, 约翰·阿奇博尔德·惠勒(John Archibald Wheeler)表示,除了它们的总质量之外,黑洞缺乏任何可观测的特征, 用“黑洞没有头发”这句话旋转和充电. 这就是所谓的无毛定理. 证明了黑洞确实有这个额外的特征, 卡尔梅特教授和他的合作者将他们的发现称为“引力的量子头发”。, 这是在向惠勒的说法致敬.
使用世界杯竞猜在过去十年中开发的特定数学方法来进行量子引力的计算, 科学家们已经明确地表明,当考虑到量子引力修正时,坍缩到黑洞中的物质会在黑洞的引力场中留下印记. 这个印记就是科学家们所说的“量子头发”,.
具体地说, 他们比较了两颗总质量和半径相同但成分不同的恒星的引力场. 在古典层面上, 这两颗恒星有相同的引力势, 但是在量子层面上, 势能取决于恒星的组成. 当恒星坍缩成黑洞时, 它们的引力场保存了恒星组成的记忆,并得出黑洞确实有毛发的结论, 毕竟.
在一篇发表在另一份期刊上的后续论文中, 物理字母B, 卡尔梅特教授和许教授展示了他们的“量子头发”解决了霍金的黑洞信息悖论, 起源于斯蒂芬·霍金教授在1976年的建议, 当它们蒸发并释放热辐射时, 黑洞破坏了关于形成它们的物质的信息. 这似乎违反了量子力学的基本定律,即物理中的任何过程都可以在数学上逆转.
科学家的“量子头发”, 然而, 提供了在黑洞坍缩过程中信息得以保存的机制,从而解决了现代科学中最著名的难题之一.
这些突破性的成果是卡尔梅特教授长期合作的产物, Casadio教授和Hsu教授. 它们还建立在卡尔梅特教授之前关于黑洞本质和量子引力的发现的基础上, 包括 研究发表于2021年 这第一次证明了黑洞会产生压力.
反思量子毛发对物理学的影响, 泽维尔垂直, 世界杯竞猜物理学教授, 说: 长期以来,黑洞一直被认为是研究如何将爱因斯坦的广义相对论与量子力学结合起来的完美实验室. 科学界普遍认为,解决这一悖论需要物理学的巨大范式转变, 迫使量子力学或广义相对论的潜在重新表述.
“世界杯竞猜官方网站发现,我认为特别令人兴奋的是,这是不必要的. 世界杯竞猜官方网站的解决方案不需要任何推测性的想法, 相反,世界杯竞猜官方网站的研究表明,这两种理论可以用来对黑洞进行一致的计算,并解释信息是如何存储的,而不需要激进的新物理学.
“事实证明,黑洞实际上是好孩子, 紧紧抓住对孕育他们的星星的记忆.”
解释量子毛发的发现, Roberto Casadio, 博洛尼亚大学理论物理学教授, 说: “一个关键的方面是,黑洞是由致密物体的坍塌形成的,然后, 根据量子理论, 黑洞的内部和外部之间没有绝对的分离. 在经典理论中, 视界就像一个完美的单向膜,不会让任何东西流出,因此对于给定质量的所有黑洞,其外部都是相同的. 这是经典的无毛定理. 然而, 在量子理论中, 坍缩并形成黑洞的物质的状态继续影响着外部的状态, 尽管在某种程度上与目前的实验范围是一致的. 这就是所谓的量子毛发.”
斯蒂芬·许, 理论物理教授和计算数学教授, 科学, 密歇根州立大学工程学专业, 补充道: “因果视界的概念是黑洞概念的核心. 在经典物理学中,视界后面的东西不能影响外部. 世界杯竞猜官方网站证明了在视界后(黑洞内)的物质的量子态和黑洞外的引力子态之间存在着复杂的纠缠. 这种纠缠使得在逃逸到无限远的霍金辐射中编码关于黑洞内部的量子信息成为可能.”
完整的研究结果可以在报纸上读到 《世界杯竞猜》出版 物理字母B 在这里, “来自引力的量子毛发”收到 物理评论快报,将于今日晚些时候出版.