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黑洞并非自私天体可与外界发生交换行为

2018-11-05 10:12:50

黑洞并非“自私”天体 可与外界发生交换行为

【科技讯】9月22日消息,霍金在一篇名为《黑洞的信息保存与气象预报》的论文中指出自己此前提出的黑洞理论存在错误。爱因斯坦广义相对论定义下的黑洞边界并不存在,黑洞内部的信息可以与外部时空信息发生交换。

霍金表示,经典定义下的黑洞无法让物质逃脱,但从量子理论上看,黑洞可以向事件视界之外传递信息,因此黑洞并不存在一个只进不出的边界行为,那么黑洞就不是 黑 的,事件视界是否是黑洞理论的一个 绊脚石 呢?这正是霍金在其新的论文中需要解决的问题。

对于经典的事件视界理论,霍金认为在该框架下的黑洞无法解释一些量子效应。此前霍金提出了霍金辐射,其实这也是一种半经典的量子效应,其仍然参照了爱因斯坦的引力理论,利用弯曲时空中的量子场论来解释黑洞辐射。

霍金的黑洞辐射理论涉及到事件视界,而且是在黑洞边界上所发生的量子涨落,那么黑洞内部的粒子是如何逃出黑洞的呢?一种理论认为黑洞内部的粒子通过量子力学的隧穿效应达到逃出黑洞的目的,另一种理论则通过海森堡的不确定性原理来模拟黑洞事件视界上的一对正反虚粒子对。

如果这个虚粒子对中的一个粒子被吸入黑洞,而另外一个粒子却逃离了事件视界,那么就形成了我们所说的霍金辐射,量子效应的角度为黑洞行为提供了新的见解,使得传统的黑洞边界问题找到了一个新的方向,此前爱因斯坦-麦克斯韦方程得出的克尔-纽曼度规认为黑洞在大质量天体坍缩后所有的信息都隐藏在黑洞内部,我们能察觉到的只有黑洞的质量、电荷和角动量这三个主要因素,经典理论上的黑洞信息被困在了黑洞内部,直到霍金发现黑洞可以通过量子效应以一个稳定的速率向外辐射,也就是向外传递信息,由此也产生了一个疑问,这些从黑洞中逃逸出来的信息如何参与宇宙、天体的演化,其机制是什么,这也是个迷。

不论是黑洞边界上发生的正反虚粒子对行为,还是量子力学的隧穿效应,其暗示了黑洞确实在与外界存在某种交换行为,霍金暗示经典意义上的黑洞边界是不存在的,而且黑洞的视界还可能因为黑洞向外辐射信息出现收缩,这会使得黑洞的半径变小,如果这样的交换非常剧烈,那么黑洞半径的收缩程度也会加剧。在霍金提出的 灰洞 理论后,黑洞的质能不会因为事件视界的存在而完全与黑洞之外的时空隔离,黑洞会将其收获的 东西 重新释放到外界时空中。

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