黑洞并不像我们想象的那样专一。事实证明,他们的量子行为为他们可怕的性格增加了一个新的、顽固的维度。
英国物理学家首次发现黑洞对其环境施加量子压力。
我们知道黑洞是贪婪的宇宙怪物,它们在自然界的极端活动。它们所施加的引力如此之强,以至于它们会吞噬任何靠近它们的东西——甚至是光。“不归路点”被称为视界(或者,用更专业的术语来说:施瓦西半径)。超过这一点,我们所理解的物理定律就会崩溃。
长期以来,物理学家一直将黑洞作为探测已知边缘的一种方式——包括引力的量子性质,以期将爱因斯坦的广义相对论与量子力学联系起来。
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1974年,斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)将我们对黑洞的理解提升到了一个新的水平,他提出了黑洞发出热辐射的理论。具体地说,他预测在视界附近的相对论量子效应会导致黑洞散发热量。这意味着黑洞不仅仅是无限期地增长——它们实际上也会失去质量,最终会蒸发。
现在,来自英国瑟赛克斯大学的物理学家们发现黑洞不仅发射热辐射,而且对周围环境施加压力。
“我们发现史瓦西黑洞有压力和温度,考虑到这完全是一个惊喜,这更令人兴奋,”该论文的主要作者、物理学家泽维尔·卡尔梅特(Xavier Calmet)说出版在里面物理回顾D.
Calmet和他的同事Folkert Kuipers在运行黑洞熵的量子引力修正方程(即黑洞如何随着时间的推移变得更加无序)时发现了这一现象。
一个额外的数字不断出现在他们的方程式中,他们很快意识到它表现为一个压强。进一步的计算表明,量子引力可能导致黑洞产生压力。
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卡尔梅特说,黑洞是研究量子力学、重力和热力学之间联系的理想实验室。
他解释说:“如果你只考虑广义相对论中的黑洞,你可以发现它们在它们的中心有一个奇点,我们知道它们的物理定律必须崩溃。”“人们希望,当量子场论被纳入广义相对论时,我们也许能够找到黑洞的新描述。”
这项新的研究是朝着这个方向迈出的一步。黑洞施加的压力很小,但这是另一条线索,有助于物理学家理解黑洞的真正量子性质。
原出版人宇宙像黑洞对环境施加“量子压力”
劳伦·福格
Lauren Fuge是Cosmos的科学记者。她拥有阿得雷德大学理学士学位和佛林德斯大学英语和写作写作学士学位。
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