黑洞的第一张照片问世!这里有一些热门论文和黑洞的知识点 | 特辑

科技工作者之家 2019-04-11

来源:科研圈

关于黑洞,你需要了解的事

1. 奇点(singularity)与事件视界(event horizon)

一个黑洞由两部分组成:核心处是一个奇点,那颗恒星上的所有物质都被压缩在这个无穷小的点中;围绕在奇点周围的则是一个不可能从中逃脱的空间区域,它的边界被称为“事件视界”。任何东西一旦落入事件视界,它们发出的任何光线都被囚禁在视界之中,因此外界观测者永远不可能再看到它们。这些东西最终也都会被挤入奇点。

但事实果真如此吗?

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2. 广义相对论(General Relativity)与量子理论(Quantum Theory)

物理学家约翰·惠勒(John Wheeler)曾用一句简洁的话来解释广义相对论所描述的框架:“时空告诉物质如何运动,物质告诉时空如何弯曲。”该理论的方程在本质上是几何的,它以形状和曲率来解释引力现象,并将时空视为一个整体,并且这个整体会随着内部质量的移动而弯曲和膨胀。(扩展阅读:用两颗发射失败的卫星,检验广义相对论 )

而量子理论则是另一种全然不同的解释。它在最小尺度上描述了粒子和光的行为,经常会使用一些令人困惑的语言;它认为粒子能够处于一种叠加和纠缠的状态,并拥有一种非常奇怪的性质,甚至连爱因斯坦都称之为“鬼魅般的超距作用”。(扩展阅读:穿越不可能的距离 

这两者对待黑洞的不同态度,有望在黑洞的奇点相遇;另一方面,黑洞信息悖论或许是引领我们走出黑洞的歧义泥沼的指南,它捕捉到了量子理论和广义相对论之间的根本矛盾。扩展阅读:想对黑洞本质有更深刻的理解,需要拥抱悖论

3. 白洞(white hole)

1972年,诺贝尔物理学家奖得主史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)曾称,黑洞的存在具有“很强的假想性。宇宙中任何已知物体的引力场中都不存在(黑洞)”。然而,他完全错了,我们有很多证据表明宇宙中充满了黑洞。

现在,这个故事或许在白洞中重演。白洞实际是逆向的黑洞,性质与黑洞完全相反。相对论巨匠鲍勃·沃尔德(Bob Wald)曾写道,“没有理由相信宇宙的任何区域与某个白洞相对应”——这仍是目前的主流观点。但世界各地的几个研究小组,已经开始研究量子力学助力白洞形成的可能性。仰望星空,宇宙中可能也遍布着白洞。

来源:keyanquan 科研圈

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黑洞 广义相对论

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