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挑衅爱因斯坦的狭义绝对论:黑洞能够长了“毛”

宣布时候:2021-02-26 08:07 阅读次数: 【字体: 
双胞胎也许具备不异的基因底本,但他们从内涵的性情到内在的发型等,仍会表现出各类百般的差别。可是黑洞就没那末多差别。按照爱因斯坦的引力现实,黑洞只能具备三个特点:品质、自旋和电荷。若是任何两个黑洞的这三个值都一样的话,龙八国际就没法辨别这两个黑洞。换句话说,黑洞,不“毛发”。
哈佛大学的现实物理学家保罗·切斯勒说:“在典范狭义绝对论中,黑洞是完整一样的。你没法找就任何辨别。”
但此刻,学习家已起头思疑“无毛定理”是不是完整准确。2012年,那时在剑桥大学的数学家斯特法诺斯·阿雷塔克斯(现任职于多伦多大学)提出,有些黑洞的事务视界中能够存在不不变性。这些不不变性也许能够有用地在黑洞的事务视界局部地区发生更强的引力,使得本来完整不异的黑洞变得能够辨别。
可是,他的方程式显现,这类情形能够仅合用于极度黑洞,即品质、自旋或电荷这三个特点中,有一个具备现实上最大值的黑洞。切斯勒说,就龙八国际今朝所知,“这些黑洞不能够存在,或严酷来讲,不能够天然存在。”
可是,假定有一个类似的极度黑洞呢?即其一个特点值迫近极度值但又不完整到达极度值?如许的黑洞,在现实上,是能够存在的。龙八国际是不是能够在如许的黑洞上,观察到违背无毛定理的迹象呢?
上个月末颁发的一篇论文显现,确切存在如许的能够性。另外,论文还表现,引力波天文台能够检测到这类“毛发”。
马萨诸塞大学和罗德岛大学的物理学家、论文的合著者之一高拉夫·卡纳说:“阿雷塔克斯提出,黑洞的事务视界上残留了一些信息。而龙八国际的论文则斥地了丈量这类‘毛发’的能够性。”
学习家出格指出,黑洞构成的残留物或黑洞以后遭到的扰动(比方落入黑洞的物资)的残留物,能够会在类似极度黑洞的事务视界中或事务视界四周,形成引力的不不变性。卡纳说:“龙八国际但愿能够看到与通俗黑洞差别较大的引力旌旗灯号。”
普林斯顿高档学习院的天体物理学家利亚·梅德罗斯表现,若是黑洞确切有毛发,并保留了一些有关黑洞曩昔的信息,那末这也许会对已故物理学家斯蒂芬·霍金提出的闻名黑洞信息悖论发生影响。霍金的黑洞信息悖论提炼了二十世纪物理学两大支柱——狭义绝对论和量子力学——之间的根本抵触。梅德罗斯说:“若是你违背了(信息悖论)中的假定之一,你也许就能够处理这个悖论自身。而此中一个假定便是无毛定理。”
处理信息悖论带来的效果能够是普遍的。梅德罗斯说:“若是龙八国际能够证实,黑洞外的现实黑洞时空与龙八国际预期的不一样,那末我想,这将会对狭义绝对论形成庞大的影响。”十月份,梅德罗斯合著的一篇论文切磋了观察到的黑洞多少外形是不是与展望分歧。
不过,最新论文中最使人冲动的发明也许是,它供给了一种将黑洞观察与根本物理学相连系的方法。探测黑洞的毛发(也许是宇宙中最极度的天体物理尝试室),能够让龙八国际之前所未有的体例摸索诸如弦论和量子引力等学说。
梅德罗斯说:“弦论和量子引力的首要题目之一是,龙八国际很难考证这些展望。以是,若是你有任何方法,哪怕是长途考证这些展望,城市使人大为诧异。”
但工作并非风平浪静。起首,龙八国际没法肯定类似极度黑洞是不是存在。(切斯勒说,今朝最早进摹拟发生的黑洞仍与极度黑洞存在30%的差异。)其次,即使存在类似的极度黑洞,龙八国际仍不清晰引力波探测器是不是充足活络,能够检测到黑洞毛发中的不不变性。
更主要的是,这些毛发的预期寿命极短,能够只要几分之一秒。
不过最少从现实下去看,该论文是靠得住的。切斯勒说:“我不以为学习界会有人对其提出质疑。这不是投契。只是爱因斯坦的方程是如斯庞杂,龙八国际每一年都能够发明它们的一些新特点。”
下一步,学习家们将切磋他们应当在引力波探测器中寻觅若何的旌旗灯号。这些引力波探测器包含今朝已投入利用的LIGO和Virgo等引力波天文台,或像欧洲航天局的LISA等将来的天基探测器。
伊利诺伊大学香槟分校的天体物理学家赫尔维·维特克说:“龙八国际应当以此为根本,持续计较出这类引力辐射的频次,进而弄清晰龙八国际该若何丈量和辨认这一引力辐射。下一步,龙八国际将基于这一很是超卓且主要的现实学习,找到实其实在的特点。”
学习家们也有充实的来由朝着这个标的目的持续进步。虽然证实论文是不是准确的探测机遇非常迷茫,可是如许的发明不只能够挑衅爱因斯坦的狭义绝对论,也能够证实类似极度黑洞的存在。
卡纳说:“龙八国际很想晓得如许的怪物是不是天然存在。这将对龙八国际的学习范畴发生极大的影响。”