新研究称黑洞是一个巨大的毛毛球 试图平息关于霍金著名的黑洞信息悖论的争论

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新研究称黑洞是一个巨大的毛毛球 试图平息关于霍金著名的黑洞信息悖论的争论

新研究称黑洞是一个巨大的毛毛球试图平息关于霍金著名的黑洞信息悖论的争论

据cnBeta:一项新研究称,黑洞是一个巨大的毛毛球。这研究试图平息关于霍金著名的黑洞信息悖论的争论,指的是任何进入黑洞的数据都不会离开。这一结论符合热力学定律,但跟量子力学的基本定律相悖。

“我们从弦理论中发现的是,黑洞的所有质量都没有被吸到中心,”该研究的论文第一作者、俄亥俄州立大学物理学教授Samir Mathur说道,“黑洞试图把东西挤压到一个点上,但随后粒子被拉伸到这些弦上,而这些弦开始拉伸和膨胀,它变成了这个毛毛球并膨胀到填满整个黑洞。”

这项发表在《Turkish Journal of Physics》上的研究发现,弦理论几乎肯定掌握了霍金悖论的答案,正如论文作者最初认为的那样。物理学家们证明了定理以展示毛毛球理论(fuzzball theory)仍是霍金信息悖论的最可能的解决方案。研究人员还发表了一篇文章以展示这项工作如何解决宇宙学中长期存在的困惑。该文章已发表在《International Journal of Modern Physics》上。

Mathur曾在2004年发表了一项研究,当时这项研究指出黑洞类似于非常大、非常混乱的毛毛球,它还会随着新天体被吸进去而变得更大、更混乱。

“黑洞越大,进入的能量就越多,毛毛球也就越大。2004年的研究发现,弦理论–即认为宇宙中所有粒子都是由微小的振动弦构成的物理学理论–可能是解决霍金悖论的方法。有了这种毛毛球结构,黑洞就会像任何正常的身体一样辐射且没有任何谜团,”Mathur说道。

在2004年的研究和其他类似的工作之后,Mathur表示:“许多人认为这个问题已经解决了。但事实上,弦理论界的一部分人本身就认为他们要为霍金的信息悖论寻找一个不同的解决方案。他们感到困扰的是,从物理角度来看,黑洞的整个结构已经发生了变化。”

近年来的研究试图则将霍金的结论跟黑洞的旧图相调和,人们可以将黑洞看作是“空的空间,其所有质量都在中心”。一种理论,即虫洞范式,认为黑洞可能是时空连续体中桥梁的一端,这意味着任何进入黑洞的东西都可能出现在桥梁的另一端–虫洞的另一端,在空间和时间的不同地方出现。

不过为了使虫洞图景发挥作用,一些低能量辐射必须从黑洞边缘逃逸出来。

这项最新研究证明了一个定理,即如果这种情况发生,黑洞将不会出现它们的辐射方式。

另外,研究人员还检查了来自黑洞的物理特性–其中包括量子引力中的拓扑变化–进而确定虫洞范式是否可行。

“在为虫洞方法提出的每个版本中,我们发现物理学是不一致的。虫洞范式试图论证,在某种程度上,你仍可以认为黑洞实际上是空的,所有质量都在中心。而我们证明的定理表明,这样的黑洞图景是不可能的,”Mathur说道。

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