打破量子物理定律的黑洞不可能是自相矛盾的

Mondo 科學 更新 2024-01-30

很難想象乙個物體的物質被壓縮成無限的密度。 如果人人都想找到的X行星突然變成黑洞,那麼就沒人能找到了。 僅僅因為乙個質量為地球五倍質量的黑洞就是乙個小蘋果的大小。 當涉及到資訊時,事情變得更加複雜。

黑洞只有三個引數:質量、角動量和電荷。 因此,不可能區分兩個相同質量的黑洞。 即使其中一顆吞噬了幾顆恆星,而另一顆只是一顆岩石行星,也不可能知道這一點。 黑洞將消除所有差異,將它們轉化為純質量。

量子物理定律根本不允許這樣做。 他們說資訊可以被隱藏、組織、改變等等,但不可能抹去宇宙中所有痕跡。 因為總會有一些光子,其特性將表明哪個原子發射了它。

黑洞的工作方式不同。 進入它們的東西不會回來。 你可能會認為這不是問題,因為它們是宇宙的一部分,資訊並沒有消失,而只是現在就在其中。 在這裡,我們需要記住,黑洞會隨著時間的推移而消失。

事實上,它們不會永遠持續下去,正如史蒂芬霍金在上世紀七十年代所證明的那樣。 就在去年,實驗證實,在破壞乙個洞的過程中會產生輻射。 令人驚訝的是,這種輻射對於所有井都是相同且均勻的。 它被稱為“霍金輻射”。

這就是整個問題的開始,被稱為“霍金資訊悖論”。 由於其熱性質,輻射不攜帶資訊。 因此,通過消失,黑洞會刪除它們從宇宙中收集的所有資訊。 這與量子力學的基礎相矛盾。 幾十年來,科學家們一直試圖將觀測到的黑洞物理現象與黑洞結合起來。

關於“霍金輻射”的最新研究發表在《物理快報B》雜誌上。 它的主要作者澤維爾·卡梅特(Xavier Calmette)說,現在可以準確地解釋從衰變的黑洞中逃逸資訊的物理現象。 他提出了輻射的非熱改性。

黑洞本身非常簡單,不像孕育它的恆星。 原物理是乙個複雜的天體物理物體。 它由化學元素組成,而化學元素又由中子、質子和電子組成。 根據量子物理定律,黑洞的生命史可以倒帶。 從輻射開始,你可以重建黑洞,然後是恆星。

在 2022 年的一項研究中,Calmette 的團隊認為黑洞在其引力場中具有獨特的量子指紋。 這本新書從量子力學的角度描述了引力,霍金當時沒有考慮到這一點。 這些修正雖然很小,但對於黑洞的蒸發是必不可少的。

我們能夠證明這些效應改變了霍金輻射,使其變得非熱輻射。 換句話說,考慮到量子引力,輻射可以包含資訊,Calmette說。

由於“霍金輻射”本身純粹是理論上的,因此沒有足夠靈敏的儀器來測量它。 更不用說通過這種輻射檢查資訊離開黑洞的物理現象了。

不幸的是,天體物理學家並沒有辦法測量這種效應。 然而,Calmette認為該理論在不斷發展,例如在黑洞模擬的實驗室研究中。 其中,他的團隊對“霍金輻射”和黑洞的數學建模,可以為這一現象的研究做出不可估量的貢獻。

100 幫助計畫

相關問題答案

    物理學家公布了探索量子宇宙的10年計畫

    經過多年的審查,美國粒子物理學界宣布了未來五到十年的研究願景。如果獲得資助,這些專案可以幫助研究人員更好地了解自然規律。這些建議發表在乙份題為 探索量子宇宙 粒子物理學創新和發現的途徑 的報告中。它由粒子物理專案優先組 P 撰寫,該小組是高能物理諮詢小組 HEPAP 的乙個子小組,並將提交給美國能源...

    人類物理學的桎梏:相對論和量子力學的困境

    世紀上半葉,世界飽受戰爭之苦,與此同時,人類物理學也迎來了以愛因斯坦相對論和量子力學為代表的突破時刻。然而,幾十年後,我們發現人類物理學似乎已經停滯不前。科學是否阻礙了進步的步伐?物理學的永恆奧秘。在相對論和量子力學的陰影下,物理學似乎迷失了前進的方向。愛因斯坦的相對論仍然是物理學家深入研究的主題,...

    量子計算的關鍵是量子糾錯

    量子計算是一種基於量子力學原理的計算,具有在某些特定問題上比傳統計算機更有效率的優勢。然而,由於量子系統的脆弱性,量子計算面臨著各種錯誤 如環境干擾 硬體故障等。為了解決這些問題,量子糾錯技術被引入量子計算中。量子糾錯是通過對量子位元進行多次測量並使用編碼技術來檢測和糾正錯誤的過程。在量子糾錯中,量...

    量子理論證明了靈魂的存在?什麼是量子理論?

    關於死後是否有靈魂,一直有很多猜測和爭議。傳統的宗教信仰認為,乙個人死後的靈魂會進入另乙個世界或重生。然而,隨著科學的發展,量子理論被提出為一種新的視角,可以解釋人死後靈魂的存在。在過去的幾十年裡,科學界一直在探索人類靈魂的奧秘。一些科學家認為,靈魂是一種超自然現象,無法用科學方法證明。然而,隨著量...

    潘建偉是中國量子之父,量子通訊領域的領軍人物

    精彩中文榜單,本期榜單上的潘建偉,在我國有一位世界知名的科技領域科學家,他就是潘建偉。作為量子科學技術的開拓者,他不僅在實驗物理領域取得了突出的成績,也為我國的科技事業做出了巨大貢獻。潘建偉出生於浙江東陽,從小就對科學充滿好奇。年,歲的考入中國科學技術大學近代物理系,開始了他的科技之旅。在中國科學技...