pgl147258 / 为什么?4 / 如何评价霍金关于「黑洞不存在」的最新论...

0 0

   

如何评价霍金关于「黑洞不存在」的最新论文?

2015-02-05  pgl147258

【张雩的回答(190票)】:

-。-好坑爹为什么换了个问题,我把我在如何看待霍金发布论文称黑洞不存在?里的答案改改贴过来继续写吧。

感觉好长啊,如果有人赏脸转载的话请注明出处。谢谢。

作为一个物理专业的大三妹纸,勉强来挑战下这个题目!对量子物理的理解还非常浅薄,欢迎指正讨论。

首先1月24号在《Nature》的网站上出现了这么一篇文章:Stephen Hawking: 'There are no black holes' : Nature News & Comment。题目是说:霍金认为“没有黑洞"。事实上,他只是试着提出一个新的关于黑洞视界的解释,尝试去解决一个叫Firewall Paradox(火墙悖论,感觉叫边界悖论好听点)的问题。

恩在介绍这个悖论之前先介绍一下黑洞的基本常识吧。

首先要引入的一个概念是引力。当引力足够大的时候会扭曲周围的时间和空间。最简单的一个比喻就是想象一张平平的毯子,如果你在上面放一个球,毯子就会凹下去一块,这就是时空的扭曲。球越重,凹陷越深。如下图。太阳最轻,白矮星次之,中子星更重。

一个比较基本的物理知识:一个大质量的物质因为自身重量太大,引力大于分子间的斥力,导致整个球向内坍缩。比如说中子星就是因为这个原理,导致所有的质子在极大的压力下转化为中子,彼此之间挨得非常紧。到这个地步斥力已经不是简单的电磁力了,泡利不相容原理导致的。(简单的说是因为自旋为1/2的粒子,既中子,在一个能量层级下存在一对自旋相反的粒子。其他的粒子只能跑到更高的能量层级上去,这就产生了斥力)。而黑洞说的比较简单,就是当这个自身质量大得超过一定阙值,就会对它所处的时空产生极大的扭曲,像是无底洞一样。那个中心点被称为singularity,既是著名的一个比较基本的物理知识:一个大质量的物质因为自身重量太大,引力大于分子间的斥力,导致整个球向内坍缩。比如说中子星就是因为这个原理,导致所有的质子在极大的压力下转化为中子,彼此之间挨得非常紧。到这个地步斥力已经不是简单的电磁力了,泡利不相容原理导致的。(简单的说是因为自旋为1/2的粒子,既中子,在一个能量层级下存在一对自旋相反的粒子。其他的粒子只能跑到更高的能量层级上去,这就产生了斥力)。而黑洞说的比较简单,就是当这个自身质量大得超过一定阙值,就会对它所处的时空产生极大的扭曲,像是无底洞一样。那个中心点被称为singularity,既是著名的奇点。正是因为黑洞的自身重力太大,以至于光都无法逃脱。当光逃逸到一定的边界的时候,就会因为失去所有的动能而被黑洞的引力给拉回去。这个边界叫视界。这就是黑洞为什么被称为黑洞。然而,这个理论却出现了一个难以解释的矛盾,即所谓的火墙悖论。而霍金的最新的论文正是对这个悖论的一个挑战,或者说修正。

所谓的边界悖论(火墙悖论),简单来说,就是假设一个宇航员正在坠入黑洞,会发生什么。根据广义相对论,什么也不会发生。因为爱因斯坦提出,在宇宙的任何一个地方,一切事物都要遵守物理定律。所以这个可怜宇航员应该会毫无知觉地穿过视界,被拉向奇点。当然在被拉到奇点的过程中会被撕碎... 然而,根据量子物理理论,在进入视界的时候,由于霍金射线(这个理论本身也有很多争议,可见附录)的存在,粒子会被转化成高能状态,把宇航员烧成灰烬。这就是为什么这个悖论叫firewall,不是防火墙,是着火的墙。

根据《Nature》的解释:

霍金为了解决这个矛盾,提出了一个新的说法。不过这个新理论很粗糙,可以说是个”救火“的理论。他认为,广义相对论和量子物理理论都没错,错的是我们对黑洞的认识。这个所谓的视界是不存在的。因为在我们传统定义的视界上,由于量子物理的影响,这个视界非常不稳定,一直在大幅度摇晃。所以根本没有一个固定的边界。他进而提出了一个替代视界的东西,叫apparent surface,视表面。他对视表面的定义是:在这个表面上光会停止前进。请想象光在一个速度为光速的跑步机上跑步...这就是发生在视表面的事情。可以想象视表面是一个很大很厚的圆形的壳,因为量子理论的作用一直在扭曲。乍一看跟视界没什么区别。的确,霍金认为,在广义相对论下,对于一个稳定不变的黑洞来说,视界约等于视表面

然而,如果一个黑洞又吸收了额外的物质或者能量(他们两个一回事),视界就会开始摇晃变得不稳定,然后膨胀,变得大于视表面

相反地,根据霍金在上世纪70年代提出的霍金射线理论,黑洞会慢慢缩小,释放出霍金射线。在损失能量的情况下,视界会缩小,变得小于视表面

霍金的新理论认为,这个所谓的视表面才是黑洞真正的边界。

注意,这里就是为什么《Nature》会用”黑洞不存在“来作为标题:

霍金说:”对于现在的理论体系,即在黑洞中连光都不可以逃逸,来说,否认视界的存在意味着否认黑洞的存在“

好了,理论讲完了,下面是我的分析:

首先,这是一个很深的水... 因为这牵扯到了一个更深的,百年来无人撼动的悖论,即黑洞悖论(见附录)。 霍金就是往里扔了一个小石子。关于黑洞边界到底该是什么样的一直无定论。而问题的关键是无法把大尺度下的广义相对论和小尺度下的量子物理理论、场论统一起来。

其次,虽然霍金否定了视界的存在,但是他的逻辑不是简单的:因为视界不存在所以边界悖论也不存在,或者因为视界不存在所以黑洞也不存在。他是通过推敲火墙理论的计算方式,指出其中问题,进而更深一步希望通过对黑洞边界问题的大胆创新来尝试解决黑洞悖论。

再次,这篇《Nature》上的文章跟霍金的论文出入挺大的。关于视表面的问题只出现在了霍金论文中的最后一段(其实一共也就两页),其他部分霍金都是在反驳为什么这个宇航员不会在视界上被烧成灰。他一共提出了三点反驳意见... 那个,你们真想听么... 再说下去真的都是术语了...

最后,媒体要报道好好报道,别胡来。霍金发论文“自我否定” 称黑洞并不存在。断章取义。我上文已经解释得很清楚了,霍金没有否定黑洞的存在。只是在重新定义视界/视表面。网易这是在干嘛,霍金自我否定?黑洞并不存在?

看看网易说的

霍金的最新“灰洞”理论认为,物质和能量在被黑洞困住一段时间以后,又会被重新释放到宇宙中。他在论文中承认,自己最初有关视界的认识是有缺陷的,光线其实是可以穿越视界的。当光线逃离黑洞核心时,它的运动就像人在跑步机上奔跑一样,慢慢地通过向外辐射而收缩。
这个"灰洞"真不知道是谁一拍脑袋想出来的词,这所谓的”又会被重新释放到宇宙“的理论是早就被提出来的,针对黑洞悖论的解释之一(见附录)。另外,我没在他论文中看到他承认他最初对视界的认识是有缺陷的。

不过表扬一点,网易还提到了黑洞悖论的,不错不错。

吐槽一句,这个争论啊...我看再过一百年能有个头绪就不错了...

附录:霍金射线与黑洞悖论

(霍金射线写不动了,改天吧TAT)这个所谓的黑洞悖论呢,其实就是两个不同的泰斗级理论体系,即爱因斯坦的广义相对论(general relativity)和量子物理加场论(quantum field theory)对黑洞的不同解释之间产生的矛盾。

简单来说,量子物理的最基本的概念就是一切必要的信息都包含在粒子的波函数当中。并且已知一个特定时间的波函数,就可以用薛定谔方程来推倒出这个粒子之前所处的状态已经之后即将变成的状态。

然而,广义相对论认为,一个粒子一旦进入了黑洞的视界当中,就会失去一切的信息

这就是黑洞悖论。

这个悖论其实很搞,因为广义相对论适用的范围是非常大的尺度,恒星啊太阳系啊这种的,而量子物理和场论适用于极其小的尺度,比如夸克,电子,原子。完全不是一个世界的理论,但是又都出现在了关于黑洞的理论当中。想把它们整合在一起非常困难。

事实上已经有很多科学家提出了各种各样的理论试图协调这个悖论。不过可惜的是,如霍金所说,想要彻底解决这个矛盾只有等到我们能够把相对论和量子物理融合到一个体系中的时候了。而为了这个大融合,物理学家们已经努力了一个世纪了。

我简单列几个已经存在的不同的理论(出处:Black hole information paradox

理论1: 信息不可避免地损失了

优点:符合广义相对论

缺点:违背量子物理理论,能量守恒定律

理论2: 信息通过黑洞蒸发逐渐泄露出来

优点:从直觉上来讲非常吸引人,因为这个理论用一个非常传统的现象解释了信息的恢复

缺点:与现存的相对论不符(相对论认为没有任何信息可以从黑洞中泄露出来)。而在这个尺度上广义相对论的结果应该是非常可信的。

理论3:在黑洞蒸发的最后阶段信息才会被忽然泄露出来

优点:只有在最后阶段才会违背广义相对论。而在最后阶段的时候,事情是在量子物理的尺度上可以背解释的,所以不会违背广义相对论。

缺点:在进入最后阶段之前的一小段时间内,小型黑洞必须储存一定量的信息,这违背了广义相对论。

还有很多理论.......这里就先不一一列举了。所以霍金只是在这些理论的基础上又提出了一个理论,试图解释黑洞悖论。

参考:

霍金的论文 http://arxiv.org/pdf/1401.5761v1.pdf

《Nature》对此事的报道 Stephen Hawking: 'There are no black holes' : Nature News & Comment

Firewall Paradox 火墙悖论 Firewall (physics)

黑洞悖论 Black hole information paradox

网易的坑爹报道 霍金发论文“自我否定” 称黑洞并不存在

【姬明泰的回答(141票)】:

谢邀!

短答案:霍金不是真的说黑洞不存在,而是event horizon事件视界不存在。其实就是说霍金认为现今科学界对黑洞的传统理解有误,给出了更新的理论来定义黑洞。

*******

首先,霍金的这篇论文还没经过同行评审过程(peer review process),是几天前才提交的。而且论文说的是他的想法和初步的假说,就两页正文而已,没有数学上的推理。不过大牛就是大牛,两页正文就轰动全球了。我就不评论对或错了,就给大家解释一下到底是怎么一回事情。

1. 传统对黑洞的理解和一直没能解决的问题

先简单说一下。这几十年来,我们认为黑洞有event horizon事件视界。这个区域就好像河流瀑布一样,如果你的船还没到瀑布,你有可能逃离。可是如果你过了某个点,进了瀑布掉了下去,就无法逃离了。过了事件视界的边缘,连光都逃不走。

不过学界一直有一个很大的问题:black hole information paradox 黑洞信息悖论。这是相对论和量子物理造成的悖论。就是物理信息进入黑洞就消失了,也就是破坏了unitarity(可以理解为信息统一性。)

在正常空间里,物理信息不会也不能消失。所以黑洞的这个信息消失概念违反了正常物理定律。所以黑洞研究应该说才刚开始,原本就需要重新定义。

2. 重新定义黑洞的理论学术界有很多

学术界其实年年都有提出不同重新定义黑洞的理论。各种各样的理论多得我数都数不过来。有些理论解决了信息流逝的问题,不过同时又带出了新的物理问题。而有些理论虽然无法解决信息统一性的问题,不过至少试着解释为何可以让信息流逝。

霍金的这篇论文其实就是答复去年玄理论界里很有名的Polchinski和同事们提出的一个新理论:事件视界火墙论。http://arxiv.org/abs/1207.3123

这个理论去年其实在学术界满有名的,解决了信息消失的问题。说:在事件视界边缘里,有个火墙(firewall)。任何要进入黑洞的物质或能量会在事件视界被这个火墙烧毁。而这个火墙是由量子关联从黑洞伸出来的能量。因此,信息并没有真的消失在无限密的黑洞里。

3. 霍金的新定义

我个人觉得霍金真不愧是大牛,论文超有气派的。两句话带过就否认Polchinski的理论。还直接把事件视界给否认了,让Polchinski建立在事件视界上的火墙理论连立足之地都没有了。当然,谁对谁错,还是其它的理论或许才是对的,那还真不好说。不过下一代研究黑洞的物理学家们的饭碗是绝对可以保证的。

霍金在这篇论文中提出,event horizon事件视界不存在,不过有apparent horizon表面上像似事件视界存在某段时间(当然是天文数字的某段时间)。

简单的来说,看上去好像质量和能量(物理信息)一去不返的进入了黑洞,通过了不可返回的事件视界,进入了一个无限密度的点。其实,只不过我们看上去是这样而已。物理信息没有消失,黑洞也不是无限密的,虽然的确非常非常密。黑洞也应该重新被定义为一个亚稳态的引力场。因此,unitarity理论上不需要被破坏,不过因黑洞诞生的混乱chaos,难已达到deterministic确定性,而导致物理信息实际上还是有消失的。

再说回瀑布的比喻,这里的新定义也就是说,小船掉下瀑布后,还是可能回来的,只是什么时候回来,回来时候是什么样的,我们不知道。只是在我们三维空间和对时间线性的理解里,看上去船掉下瀑布,像是回不来了,而就算船回来了,那面目全非的样子我们也不认识。

霍金举的例子就是,物理定律上来说,气象学家们没道理不能百分百准确预计天气,不过因为非常多变量的混乱状态,无法实际预测,所以实际上信息还是有流逝。这里我要说一下,振动学里有chaos theory混沌理论,混沌是可以有确定性的。所以霍金的新理论的确可以解决黑洞信息流逝的悖论。

*****

还有:霍金没有说什么”灰洞“。不知道哪位媒体异想天开想出来的词。不过我个人认为蛮有意思的。但是霍金新的定义中的黑洞,对观看者或要掉入黑洞者来说,跟传统理解并没什么改变。靠近黑洞,时间照样会慢,黑洞的引力照样会把你变成拉面。

【傅渥成的回答(19票)】:

我从昨天下午开始读有关的东西,因为此前没有了解过相关方面的进展,所以比较困难,不过我勉勉强强弄懂了一些,如果我写的东西有问题欢迎专业人士指出。

我把我理解这个问题过程中的一些关键点列出来,如果不是专业人士可以直接看用粗体标出的部分。持续更新中。

1、黑洞里面的东西是难以逃逸的。

我在回答「如果在西游记中的红葫芦里使用死亡笔记还能生效吗」这个问题的时候曾经扯过这方面的淡。因此我觉得我有必要来回答一下这个问题,在当时用黑洞的模型来回答那个问题的时候,我的假定是:死亡笔记发挥作用需要信息的传播,而红葫芦的作用是阻隔信息的传播。而如果希望能完全阻断信息传播,那么我们会期待红葫芦就是一个小型的黑洞。

我在那个问题的回答中提到:「黑洞内的物质即使以光速逃逸,也无法逃离黑洞的范围。」当时我没有对「范围」进行很严格的定义,只是估算了一下 Schwarzschild 半径,这样的观点到了回答现在这个问题的时候就可能有些不适用了。这里我们需要比较仔细地来说明一下这个「边界」的问题:

对「事件视界」的理解涉及到对光锥的认识,大家可以参考 @著微 在「光一直以光速向前传播,可为何光逃离不了黑洞」问题下面的回答,这里的光锥是完美的锥形,黑洞还可以看成是一个「光球」。黑洞以内和以外的两个事件无法建立起因果联系,在黑洞里面产生一个粒子和在黑洞外面湮灭一个粒子二者之间不存在关联。

2、真空不是「没有物质」,真空中可能不断产生互为反物质的粒子对。

前段时间在讨论「自然数之和是多少」和「分子之间的间隙是什么」等问题的时候我们就已经看到,真空并非是「什么都没有」,而是可能不断产生产生互为反物质的粒子对。在黑洞的附近,同样可能存在这样的反物质粒子对。

3、黑洞可能会吸引互为反物质的粒子对的两个粒子中的一方,而这就等效于有粒子从黑洞辐射出,这就是「霍金辐射(Hawking radiation)」。

以上是一个简化的描述,一个让我自己可以明白霍金辐射的原理的说法是来自对 Klein paradox 的理解:

  • Schrodinger 方程解一个散射问题(例如,1D 有限高度势垒),当一束平面波射向势垒,我们可以看到反射波(R)和一个指数衰减的透射波(T),归一化条件可以给出:

    。当散射势很高时,不难想象,射入的平面波会全部反射,而完全没有透射。

  • 当换成 Dirac 方程(或者 Klein-Gordon 方程)时,情况会很不一样。我们都知道 Dirac 方程预言了反粒子的存在,同样的,当用 Dirac 方程来处理这个散射问题时,当散射势很高时,归一化条件会给出:

    。方程的解有两个反常之处,其一是在通常被认为是禁戒的区域,出现了透射;其二是反射出来的粒子甚至可能比入射的粒子还要多。霍金辐射为 Klein 悖论提供了一个实例,黑洞可以不断辐射出粒子,与此同时,黑洞自己的质量也在减轻。

本部分参考了:

(1)Klein paradox

(2)http://tid.uio.no/~finnr/talks/Klein-Paradox.pdf

4、幺正性(归一化条件,unitary)与能量(信息)守恒是联系的。

根据 Schrodinger 方程,有:

因为归一化条件:

对矩阵 U 而言,这就是所谓的幺正性条件:

类似的,我们可以考虑波函数

的演化。

定义 S 矩阵

,使得:

此时的幺正性条件即为:

在量子统计中,我们用密度矩阵来处理统计问题。例如,对于一个辐射,我们可以计算它的密度矩阵。假如有 N 个 2 态粒子,那么系统的总状态数即为 2^N,可以用一个 2^N × 2^N 的矩阵来表示。如果觉得用矩阵的方式很难理解,那么可以考虑只有对角元的特殊情况。

量子纯态下的密度矩阵定义为:

根据 Heisenberg 方程,

类似的,就有:

写成求迹的形式,就是归一化条件:

关于幺正性跟能量守恒的联系,熟悉信号处理的朋友还可以联想:Fourier 变换是一个幺正变换(参见:The Fourier Transform as a Unitary Transformation),因此,Parseval's theorem 也就有了能量守恒的意味。

5、霍金辐射会破坏信息的守恒。

  • 如图,考虑霍金辐射的过程,在黑洞的附近 B 处有刚刚向外发射的霍金粒子,与此同时黑洞内有反粒子 C 。宇宙远离黑洞的其他地方有辐射 A。

  • 计算 A 部分辐射的熵:

  • 如果在没有黑洞以前,系统处在一个纯态上:

    ,那么在黑洞完全蒸发之后,系统应该仍然回到

    的态上。(第 4 部分的讨论)因此

  1. 当霍金辐射刚开始,因此有一部分的 B 中的粒子会增加到 A 当中,因此应该有:

  2. 但是根据前面的讨论,系统最终又会要回到 S = 0 的状态,因而这种辐射不可能无限持续下去,对于一个晚年的黑洞,最终应该会有:

    (结论 * )。

  • 接下来讨论各部分的熵之间的关系:
  1. 根据在本回答第 3 部分所讨论的,B 中粒子的产生和 C 中粒子的湮灭二者不会是独立的,事实上,可以用这二者的线性组合构造出一个新的满足对易关系的算子(Bogoliubov 变换),这两者之间应该存在着关联。

  2. 而根据我们刚刚提到的,系统最终又会要回到 S = 0 的状态,这说明 B 处辐射的产生跟 A 之间也存在着关联。

  • 在量子力学中,对于三个不同的系统 A、B、C,根据 Strong Subadditivity of Quantum Entropy (类似三角不等式),应有:

    ,其中,而 BC 之间的交换满足 Bogoliubov 变换,那么

    ,因此

    (结论 **)。

结论(*) 跟(**)二者是矛盾的。

本部分参考了:

(1)http://www.ift.uam-csic.es/workshops/Xmas12/doc/papadodimas.pdf (图片来自本讲义)

(2)http://hep.physics.uoc.gr/mideast7/talks/thursday/Raju.pdf

(3)Samir D. Mathur,The information paradox: A pedagogical introduction,http://arxiv.org/abs/0909.1038

6、「黑洞无毛性」与「表观视界」的涨落分别考虑的是广义相对论性质和量子力学性质。

霍金等人曾经证明过黑洞的无毛性(No-hair theorem)即黑洞可以由质量、角动量和电荷完全刻画。

“一个量子引力体系的自由度可以由其边界上的自由度所描述。”

正是弦论学家胡安·马尔达萨纳取得的突破,最终导致史蒂芬·霍金改变了他在黑洞和信息方面的主张。1997年,马尔达萨纳用弦论的数学证明,描述黑洞内部的引力理论等价于描述黑洞表面的量子理论。这听起来很深奥,但马尔达萨纳的研究是非凡的。尽管我们还不知道哪种引力理论能够从整体上描述黑洞,我们却知道如何在黑洞表面运用量子理论。这意味着,量子力学在黑洞表面仍然有效,而且随着黑洞蒸发,信息并不会丢失。需要说明的是,马尔达萨纳研究的时空,在类型上不同于我们宇宙中的时空,但他的结果极具说服力,使得物理学家不愿意再纠结于此。

——《掉入黑洞=撞上火墙?

参考材料:

(1)科学网—黑洞简史:(三)黄金时代1:20世纪60年代的进展

(2)科学网—黑洞简史:(四)黄金时代2:20世纪70年代的突破及黑洞热力学

(3)掉入黑洞=撞上火墙?

(4)贝肯斯坦获得沃尔夫奖(深度解读)

知乎上的相关问题:

(1)黑洞的无毛定理是怎么证明的?

7、回到这个问题,霍金把传统的稳定的「事件视界」概念改变为「表观视界」。

8、「表观视界」的涨落可能是很大的,从而粒子可能会从黑洞中逃离。

9、大的涨落和无规性背后可能蕴含着的是混沌,而不是信息实际意义上的消失。

不行了,我也编不下去了,哪位专业人士救救我好了……

(向 @谢平凡生活大爆炸第一季13集物理碗最后一题到底有多难?」致敬。)

在 2013 年 Polchinski 来讨论火墙问题时,当时有几篇有意思的科普文章:

【Bright0574的回答(25票)】:

怒答!

这条新闻根本就是标题党好么!

霍金最新的这篇论文《Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes》我粗略看了下,讲的是关于黑洞边界悖论的一个解决思路,并不涉及什么“否定黑洞存在”之类的“毁三观”的东西。

那么关于新闻中所说的“霍金称黑洞并不存在”到底是怎么回事?具体来说是这样的(参考这专业人士的这篇文章:黑洞真的不存在吗?如何理解霍金对“灰洞”...):

霍金的原话不是“黑洞不存在”,而是“如果事件视界不存在,那么从光无法逃到无穷远的定义来看,黑洞也不存在。”

关于“霍金辐射”与“信息不灭”的悖论都是围绕着“事件视界”这个东西展开的,于是,霍金提出了一个看似掩耳盗铃的方案:既然一切皆因事件视界而起,那么不如没有事件视界。既然黑洞的定义是存在事件视界,如果没有事件视界,那岂不是没有黑洞了?从严格定义的角度来讲也可以这么说。这就是新闻中“霍金称黑洞并不存在”这个断章取义的标题的由来。

所以,不管霍金的新理论是否正确,我们认知中的那个“进去之后就几乎再也出不来”的黑洞的概念依旧是被认可的,只是对黑洞的定义特别是关于事件视界的部分可能需要修改。仅此而已。

======================================================================

我觉得吧,霍金明明知道媒体喜欢断章取义,还用了这样的表述方式(“如果事件视界不存在,那么从光无法逃到无穷远的定义来看,黑洞也不存在。”),根本是在钓鱼吧!

======================================================================

推荐同楼里 @姬明泰@张雩 的回答,比我详细和权威。

【fiasco的回答(1票)】:

怒答。

全文重点在第3页第3段第3行的 “redefined” 一词。可见国内记者小题大作。

【知乎用户的回答(2票)】:

在很早的时间简史中,黑洞就已经被论述成在吸入物质后,必然要喷出等量物质,因为黑洞自己质量要守恒。而且黑洞是通过观测伴星轨迹来算出来的。这是我初三时候读的,记得很清楚。

到现在,人类也没有发明新的科技手段可以直接观察黑洞。否定存在必须证明以往算出来的双星系统中不可见的质量不具备黑洞定义代表的特征性质。否则,只是黑洞特性的修正。

【陈刚的回答(0票)】:

报道看到的多了,就会明白,标题和内容很大成度上不一样

【李正宸的回答(0票)】:

新闻标题党,霍金应该一直以来都是这么认为的。

【彭一平的回答(0票)】:

不是不存在黑洞,而是黑洞不是“黑”的。。。又被国内媒体断章取义了。

【知乎用户的回答(0票)】:

灰洞那个?

【张益的回答(0票)】:

互联网就是好,以下是我在爱知识网搜索到的关于黑洞的描述: 对于将宇宙想像成为床单那段比喻实在是生动的描述了黑洞. 但这只是由我们站在三维空间的角度观察而把宇宙和黑洞放到二维的角度来表现,所以黑洞就是一个洞. 如果把黑洞上升回三维空间的话那应该就是个球体. 如果该理论假设是成立的, 那么黑洞周围的宇宙空间则必然发生扭曲. 假设我们能从四维的角度来观察的话, 黑洞内壁应该是我们的宇宙空间, 而黑洞底部应该是中子星.

临竹先生 黑洞就是一颗恒星在‘爆发’后的残骸至少比太阳大2倍时,黑洞就形成了。

在恒星生命剩下的10%里,它会逐渐变的更热(就会释放出更多的能量来)。由于自身的质量过大,就会产生很大的引力来;因此恒星只有靠自身的核聚变来产生能量用来平衡它自身的引力。但是在自身的能量用完后,自身的引力就成主导的力量,又没有什么力与它相抗衡就导致了这类恒星本身的崩溃,产生更为彻底的坍缩(当恒星质量比较小时,坍缩就没有那么彻底。像太阳那样大小的恒星只会成为一颗白矮星,而当残骸的质量有太阳的1.44倍以上的就会变成中子星),从而变成一个重力和引力无限大的点。任何物质都将被吸进去。

又由于本身引力很大,甚至连宇宙中最快的光都不逃脱不了。所以,光不被反射,我们就看不到了。因此,就叫做黑洞。

像黑洞这种暗物质,在宇宙大概占了总质量的90%。它们包括白矮星/黑矮星(就是白矮星完全冷却,但是这大概需要大约1亿年的时间)/中子星/黑洞/宇宙弦(它就是宇宙空间中的褶皱,科学家估计那里没有任何生命)等

暗物质的作用很大,它能够依附在星系或星系团。从而来控制宇宙的扩张的速度。如果暗物质超过99%的话,所以的物质都将重新会到一点。因此,暗物质又称宇宙胶。

当你掉入黑洞,可能由于时空扭曲的力——在某一 方面将把你压扁,又从另外的一些方向你伸长,直到你看起来像意大利面条。但是,在里面到底会发生什么。目前的物理界一无所知。

如果想要更加的简单的去理解的话,我们可以把宇宙想象成一条床单,并且由四个人拉紧其四边,而恒星就是一颗保龄球,当把这颗保龄球放在该床单上时,床单就会塌陷下来,但还不足以使床单过分的向下塌陷。接着你想象一下,这个保龄球变成如米粒大小的体积而原本的质量并没有变化,如果床单足够的韧性的话,那颗‘球’就会开始过分的向下塌陷,当你在上面不关放置上什么东西都会朝那颗米粒形成的塌陷窝运动,这就是为什么黑洞的会吸引任何东西。

当然了,用这个比喻不够形象,不过大概的意思就上这个了!!

按照爱因斯坦的说法,黑洞之所以会吸引任何物质的原因,并不是因为它有很大的引力,而是黑洞使得空间塌陷的很严重,只要在黑洞的一定范围内都会由于塌陷窝的原因,而朝黑洞运动。

黑洞简单的说仅仅是恒星的一种特殊形式。既我们常说的死亡后的残骸。

怎么才能在无际的太空中发现黑洞呢?天文学家利用光学望远镜和X射线观察装置密切地注视着几十个〝双子〞星座,它们的特别之处在于两个恒星大小相等,谁都不想俘获谁,因而互为轨道运转。如果其中一颗星发生不规则的轨道变化,亮度降低或消失,有可能就是因为附近产生了黑洞。

人类为探索黑洞付出了不懈努力。最为成功的一次是在肯尼亚发射的第一颗X射线卫星观测系统,被称作〝乌胡鲁〞,这个装置在发射后运行3个月就感到天鹅星座的异常。天鹅座X──1星发出的〝无线电波〞使得人们可以准确地测定它的位置。X──1星比太阳大20倍,离地球8000光年。研究表明这颗亮星的轨道发生了改变,原因在于它的看不见的邻居──1个有太阳5至10倍大的黑洞,围绕X──1旋转的周期是5天,它们之间的距离是1300万英里。这是人类确定的最早一颗黑洞体。

黑洞可以吸任何物质,而且似乎没有任何限度。只要是在它的影响范围之内(视界),无论有多少,黑洞吃多少。

黑洞可能并不是在变大,相反,而是在变小。黑洞里的物质,都在一直向内运动,速度可能会越来越慢,但是由于自身的塌陷空间效益,黑洞的物质一直都在朝内运动着,即使是刚从外面吸引来的物质。

只要有物质靠近这个天体时,都会拖拽进去,并一直朝内运动。

还有,黑洞也不是只‘吃’不‘吐’。

霍金提出的黑洞蒸发理论中提到黑洞也会向外发散物质,并且由于物质的发散,最终使得黑洞‘死亡’。

一般来说黑洞的质量越大,其寿命周期约短。只要是因为黑洞越大蒸发越慢。反之,则越快。

霍金提出的黑洞蒸发理论:

在黑洞的事件穹界外的真空中,并不是 真的空无一物的,而是不断有真空涨落,随机地产生大量的正粒子─反粒子对,其中一颗粒子拥有正能量的话,另一颗粒子必定拥有负能量 ,拥有负能量的粒子是不可能长期存在的,它必需在极短 内和拥有正能量粒子重新结合,互相湮灭,复归于无。大部份这样的粒子对都只会随生随灭,和没有出现过一点分别也没有。在黑洞 的事件穹界外,部份粒子对却可能被黑洞的强大引力分开,负能量粒子由于已经负债累累,当然无余力抵抗强大的引力,只有堕进黑洞之内一途 ,拥有正能量的粒子,部份却能有机会逃离黑洞的魔掌,在外面看来,就好像黑洞会放射粒子一样。

由于掉进黑洞内的负能量粒子比正能量粒子多,平均来说,黑洞的质量会被负能量粒子吃掉,造成黑洞质量下降,黑洞越小,黑洞的 蒸发的速度会越高,最后在宇宙中消失。

要注意的是,拥有负能量的粒子,可以是正粒子,亦可以是反粒子。

【知乎用户的回答(3票)】:

妈蛋的霍金你不带这么玩的

我国科学家证实:银河系中心果真有超级黑洞

中国科学家利用新型超材料建构首个人工“电磁黑洞”-RF/微波

我国科学家发现最远黑洞双星 属“人类首次”--科技--人民网

【未有彬的回答(0票)】:

经常有这样的情况:

黑洞存在: 具有AAA属性的是黑洞.

改天说:

黑洞不存在: 具有AAA属性的不是黑洞.

这还搞毛.

想起另一个概念:

物质: 哲学上把所有正确的东西都归类成物质了. 搞得非物质的东西都不对.

然后再说物质是正确的.

【翁嗡嗡的回答(3票)】:

并不是否定了黑洞的存在,毕竟黑洞已经被观测到。是补充了黑洞可以逆转,相当于把黑洞和白洞结合起来,前期吃得太撑,不消化,后期又吐出来吧。貌似十几年前买的一本天文科普书上就介绍过类似的理论?书名忘记了。

【陈天浩的回答(0票)】:

原理很简单啊。黑洞外层的真空中能量转换为正反物质对,有一定几率一个一个朝向黑洞方向,一个朝向远离黑洞方向,这样其中一个粒子就能逃逸出黑洞的引力范围。1974年霍金就提出了

黑洞蒸发理论_百度百科

【bryanchen的回答(0票)】:

唉, 这事很简单, 都有结论, 惑金都认输了.

惑金的观点就是信息消失了, 后来已经有人提出来, 没消失, 掉进去的粒子在视界表面留下了投影, 就象一个全息画一样, 信息还在那. 进而推论出, 宇宙里的一切物质, 在宇宙的边界, 都会有投影. 物质和物质的投影, 是两个存在的形式.

原文地址:知乎

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。如发现有害或侵权内容,请点击这里 或 拨打24小时举报电话:4000070609 与我们联系。

    猜你喜欢

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章
    喜欢该文的人也喜欢 更多