宇宙黑洞里面到底通向何处?

如果您穿过黑洞,该去哪里?

这样,您就快要陷入黑洞了。无论如何,在某种程度上您应该生存什么呢?如果您设法返回途中,您最终会到哪里去,又会经历什么诱人的故事呢?

正如理查德·马西(Richard Massey)教授所解释的那样,对所有这些问题的简单回答是:“谁知道?” 作为杜伦大学计算宇宙研究所的皇家学会研究员,梅西充分意识到黑洞的奥秘深深。他说:“从事件的视野中跌落实际上已经超出了面纱—一旦有人跌倒了,没人会再发回信息。” “巨大的引力会把它们弄成碎片,所以我怀疑任何跌落的人都会到达任何地方。”

如果这听起来像是令人失望且痛苦的答案,那是可以预料的。自从阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论被认为通过将时空与引力的作用联系起来预测了黑洞之后,就已经知道黑洞是由于一颗巨大恒星的死亡而留下的,它留下了一个小的致密的剩余核。假设该核心的质量大约是太阳质量的三倍,那么重力将不堪重负,以至于它自身会陷入单个点或奇异点,这被认为是黑洞无限密集的核心。 

也许黑洞导致白洞

当然,如果黑洞确实通向银河系或另一个宇宙的另一部分,则在另一侧将需要与它们相反的东西。这是一个白洞吗?这是俄罗斯宇宙学家伊戈尔·诺维科夫(Igor Novikov)在1964年提出的一个理论吗?诺维科夫提出将黑洞链接到过去存在的白洞。与黑洞不同,白洞将允许光和物质离开,但光和物质将无法进入。

科学家们继续探索黑洞与白洞之间的潜在联系。物理学家Carlo Rovelli和Hal M. Haggard 在2014年发表在《Physical Review D》杂志上的研究中说:“有一个经典度量满足在有限时空区域之外的爱因斯坦方程,在那里物质坍塌成黑洞,然后从一会儿。” 换句话说,吞下的所有材料黑洞都可能被喷出,黑洞死后可能变成白洞。

黑洞的崩溃并不会破坏它吸收的信息,而是会被阻止。相反,它将经历量子反弹,从而使信息得以逃逸。如果是这样的话,它将为前剑桥大学的宇宙学家和理论物理学家斯蒂芬·霍金Stephen Hawking)的提议提供一些启示,他在1970年代探讨了由于量子涨落而导致黑洞发射粒子和辐射(热能)的可能性。 。

“霍金说黑洞不会永远存在,”芬克贝纳说。霍金(Hawking)计算出辐射会导致黑洞失去能量,收缩并消失,正如他在1976年发表在《物理评论》 D上的论文所述。考虑到他声称所发射的辐射将是随机的,并且不包含任何有关下落的信息,黑洞爆炸后将消除大量信息。

这意味着霍金的想法与量子论相矛盾,量子论认为信息不能被破坏。物理学指出,信息变得越来越难找,因为一旦丢失,就不可能知道过去或未来。霍金的想法导致了“黑洞信息悖论”,长期以来一直困扰着科学家。有人说霍金根本是错的,而这个人本人甚至宣称他在2004年都柏林的一次科学会议上犯了一个错误。

那么,我们是否回到黑洞发出保留的信息并通过白洞将其丢弃的概念?也许。路易斯安那州立大学的Jorge Pullin和乌拉圭蒙得维的亚的共和国大学的Rodolfo Gambini在2013年发表在《物理评论快报》上的研究中,将环量子引力应用于黑洞,发现引力朝着核层增加,但减小并倾斜无论进入宇宙的另一个区域。结果进一步证明了黑洞作为门户的想法。在本研究中,不存在奇点,因此它不会形成难以穿透的屏障,最终会破坏所遇到的任何事物。这也意味着信息不会消失。

也许黑洞无处可去

然而,物理学家艾哈迈德·阿尔姆海里(Ahmed Almheiri),唐纳德·马洛夫(Donald Marolf),约瑟夫·波钦斯基(Joseph Polchinski)和詹姆斯·苏利(James Sully)仍然认为霍金本来可以解决某些问题。他们研究了一种被称为AMPS防火墙或黑洞防火墙假设的理论。根据他们的计算,量子力学可以将事件范围变成一堵巨大的火墙,任何接触到的东西都会立即燃烧。从这个意义上讲,黑洞无处可去,因为没有东西可以进入。 

但是,这违反了爱因斯坦的相对论的一般理论。跨越事件视界的人实际上不应感到任何艰辛,因为物体会自由下落,并且根据等价原理,该物体(或人)不会受到重力的极端影响。它可能遵循宇宙其他地方存在的物理定律,但是即使它不违反爱因斯坦的原理,也会破坏量子场论或暗示信息可能丢失。 

不确定性的黑洞 

再次向前走霍金。2014年,他发表了一项研究,其中避开了事件视界的存在-这意味着没有东西要燃烧-说重力崩溃将产生“视界”。

该视界会暂停试图移离黑洞核心的光线,并会持续“一段时间”。在他的重新思考中,表面的视野暂时保留了物质和能量,然后溶解并释放了它们。这种解释最符合量子理论-量子信息不能被破坏-并且,如果它得到了证明,那就意味着任何东西都可以从黑洞中逃脱。

霍金甚至说甚至不存在黑洞。他写道:“黑洞应重新定义为引力场的亚稳态束缚态。” 不会有奇异点,并且视场会由于重力而向内移动,但它永远不会到达中心并合并在一个密集的块体内。 

然而,任何发出的信息都不会以吞没信息的形式出现。通过观察会导致自身问题的结果来弄清楚到底是什么,尤其是对于一个发现自己处于如此令人震惊状态的人来说,这是不可能的。他们再也不会有相同的感觉! 

可以肯定的是,这一特殊的谜题将在很长一段时间内吞噬更多的科学时间。Rovelli和Francesca Vidotto最近建议,蒸发的黑洞的残留物可能形成暗物质的一部分,霍金于2018发布了有关黑洞和``软发''的论文,并描述了零能量粒子如何在该点附近保留毫无保留的事件视界-一个暗示信息没有丢失而是被捕获的想法。

面对物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒(John Archibald Wheeler)所表达的无毛定理,它基于两个黑洞对于观察者是无法区分的工作,因为不会保留任何特殊的粒子物理学伪电荷。这个想法已经引起了科学家的讨论,但是在被视为解决黑洞的答案之前,还有一些路要走。如果能找到一种方法,那就可以做到。

本文由 你知道么 作者:zk1214 发表,其版权均为 你知道么 所有,文章内容系作者个人观点,不代表 你知道么 对观点赞同或支持。如需转载,请注明文章来源。

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