黑洞火牆的 「火」 是什麼樣的火?

2025-07-18 02:55:17 字數 4523 閱讀 5466

1樓:曉淡

在過去的4年間,研究黑洞背後數學機制的物理學家們逐昌悶漸產生了乙個奇特的想法,那就是黑洞可能擁有乙個被稱作「火牆」的區域,它將摧毀任何試圖越過這一黑洞邊界的物體。不過,最近一篇名為《裸黑洞火牆》(naked black hole firewalls)的文章則從根本上對這一奇特觀點提出了質疑。

加拿大阿爾伯塔大學物理學系教授佩吉(don n. page)是這篇最新文章的合作者之一,他表示:「在當今物理學領域,設想中的黑洞火牆是最為熱門的研究話題之一,我們希望我們的這篇文章將能夠為這一問題的解決做出一些貢獻。

相關研究人員還包括國立臺灣大學和史丹福大學的陳匹欣(音譯:pisin chen),北歐理論物理研究所的王元慶(音譯:yen chin ong),日本京都大學的佐々木節,以及國立臺灣耐敏彎大學的夏東韓(音譯:

dong-han yeom)等。

關於黑洞的一般圖景直接源自愛因斯坦的廣義相對論:該理論指出擁有質量的物體會造成周邊時空的扭曲,當其質量足夠大時,這種時空扭曲將達到極端程度,任何物質,甚至連光線都將無法從中逃脫。而由於沒有光線能夠逃離這樣強大的引力場,我們便無法看到這拿含類天體的存在,也因此我們將其形象地稱作「黑洞」。

很快,黑洞便作為宇宙中最恐怖的終極吞噬者的形象滲入到了我們的社會潛意識當中。根據相關模型觀點,乙個不幸的太空旅行者一旦進入黑洞事件視界範圍內便將萬劫不復,他將在黑洞內部被徹底摧毀。

儘管這一理論看似簡單,但實際上對黑洞進行描述是一件極其困難的事。在上世紀1970年代,英國著名物理學家史蒂芬·霍金提出一種嶄新的觀點,認為一部分粒子實際上可以藉助粒子糾纏原理從黑洞內部逃離,這一理論現在更為人所知的名稱是「霍金輻射」。自那以後,黑洞物理學的研究領域便開始湧現出一大批有趣的理論,要想對其進行完整描述,則需要牽涉量子力學和廣義相對論的數學方法。

2樓:強自多年有

黑洞長久以來一直是滋生悖論的肥沃溫床。早在1974年,史蒂芬·霍金(stephen hawking)和以色列希伯來大學的雅各布·貝肯斯坦(jacob bekenstein)就證明,黑洞並不是全黑的。相反,它們會輻射出能量,被稱為霍金輻射,由光子和其他量子粒子構成——這個過程極其緩慢,但最終會導致黑洞完全蒸發。

霍金髮現,這個理論存在乙個問題。這種輻射看上去相當隨機,因此霍金推測它不可能攜帶任何與掉入黑洞的物質有關的資訊。因此,隨著這個黑洞蒸發殆盡,它擁有的資訊最終必定會消失。

然而,這與量子物理的核心宗旨直接衝突,因為量子物理認為資訊不可能被消滅。黑洞資訊悖論就此誕生。

幾十年來,物理學家一直在努力解決這個悖論。霍金曾認為是黑洞摧毀了資訊,向量子力學提出了質疑。其他人並不贊同這一觀點。

畢竟,霍金的想法源自於他本人對融合廣義相對論和量子力學所做的嘗試——這一數學壯舉本身的艱深迫使霍金必須要作一些近似才行。普瑞斯基爾甚至和霍金打賭,押黑洞不會摧毀資訊。

有幾個論據指出,霍金錯了。最令人信服的乙個論據,來自於這樣一種思考——蒸發中的黑洞變得越來越小會發生什麼?如果資訊無法逃逸,也無法被摧毀,就會有越來越多的資訊被儲存在越來越小的體積之中。

但是,如果是這樣的話,量子理論預言,山譁拿無論在**,只要物質之間發生碰撞,產生乙個微型黑洞的概率就會從幾乎蘆返為零提高到無窮大。「你應該會在大型強子對撞機裡看到黑洞,也應該會在費公尺實驗室裡看到黑洞,還應該在上世紀30年代那些房間那麼大的粒子加速器裡看到黑洞,」美國加利福尼亞大學聖巴巴拉分校的理論學家唐·馬羅夫(don marolf)說,「甚至當你在草地上跳來跳去時,你也應該看到黑洞才對。」

顯然,這些並沒有發生。而另一種可能性,即物質和它攜帶的資訊能夠從黑洞中洩漏出來,則是不太可能的。任何落入黑洞的物質都必須要以超逗搭光速運動才能逃脫黑洞可怕的引力。<>

3樓:曉淡

在物理學中,悖論是個好東西,」約翰·普瑞斯基爾(john preskill)說,裂雹「它們會向你指明通往重要發現的道路。」在量子力學和愛因斯坦的相對論中有許多這樣的肆乎帆悖論。有隻貓,它可以在同一時間即是死的又是活的。

或者類似《回到未來》電影中的時間旅行者,他可以殺死自己的祖父,使自己無法降生。又或者,雙胞胎中的乙個接近光速往返一顆鄰近恆星,團聚後他們會對彼此的年齡產生異議。每乙個令人費解的窘境都迫使我們去審視細節,從而促進我們理解它背後的理論。

愛因斯坦就是乙個典型的例子,他的相對論就源自於解決他的時間悖論而作出的努力。

現在普瑞斯基爾,這位美國加州理工學院的理論物理學家,正在絞盡腦汁苦苦思索浮出水面的最新一則悖論。它被暱稱為「黑洞火牆悖論」,事關有人掉入黑洞時到底會發生些頃緩什麼。

距離我們最近的黑洞也在1000光年之外,因此這個問題純粹是個理論問題。然而,正是通過研究這樣一種可能性,物理學家希望能夠取得突破,嘗試將廣義相對論和量子力學統一成量子引力理論——這也是現代物理學中最棘手的問題之一。<>

黑洞火牆的「火」是什麼樣的火呢?

4樓:食造樂上鋪

從外部看,黑洞是隻有黑洞視介面積,所帶電荷總量,和轉動角速度三個資訊的,只有這三個資訊表達出來。但是黑洞總是會吸一些物質的嘛,這些物質在進入黑洞之前是具有著形狀啊,物質狀態啊各種性質的,是包含有資訊的,是需要有很多引數來描述的,但是他隱扒們進入黑洞後,我們就只能觀測到黑洞面積者攜帆長大了多少,帶電荷多了多少和角速度變化了多少這三個性質,其他的性質我們從外部是再也無法獲得到了。然而根據資訊熵的規則,我們在道理上認為資訊的總量應該是不變的。

那麼,有幾種想法來解釋這個問題。有的想法是其實進入黑洞後物質還是包含資訊的,然而這些資訊無法外現。這種說法我們不太喜歡,因為他很顯然是為了解決問題而提出的一種「平庸」。

我們從這種裡不能得到更多的東西。另一種猜測,猜測這些資訊在進入黑洞前就已經丟失了,這種猜測的乙個分支就是黑洞火牆理論。這種理論說,由於黑洞在吸取物質的時候,物質受到了極強的潮汐力(離黑洞越近,受力越大,這種力的不平均效應會讓近處的部分物質有更大的加速度,而遠端加速度小些,這就撕長了物體。

而黑洞周圍的這種現象實在劇烈。使得即使是質子中子這種量級的物質都被撕碎了,被撕碎的物質劇烈撞擊,撞擊強度足以產生幾百(我猜的)gev的能量(原子彈的能量量級首雹在kev-mev)形成一堵火牆(由於這種撕裂是跟距離有關的,那麼一定是在幾乎同乙個距離上產生這樣的能量牆),我們猜測(這裡才是火牆理論的猜測)在劇烈的作用下,這層火牆把所有資訊抹平了。這種抹平指的是,要描述這個物體產生的這麼複雜的撞擊系統,所需要的資訊量遠遠大於物體原先包含的資訊,那麼原先的資訊就看不出來了。

當然,具體說來的話會比我說的更復雜100倍。其實還是在解決資訊丟失的問題。而不是為了描述「火」。

所以這麼高的溫度,不要說是什麼防護衣,就算是基本粒子是否能夠倖免還不一定呢。<>

5樓:辰星

黑洞通常是因為它們聚攏周圍的氣體產生輻射而被發現的,這一過程被稱為吸積。高溫氣體輻射熱能的效率會嚴重影響吸積流的幾何與動力學特性局坦裂。已觀測到了輻射效率較高的薄盤以及輻射效率較低的厚盤。

當吸積氣體接近**黑洞時,它們產生的輻桐閉射對黑洞的自轉以是**延展物質系統的流動。吸積是天體物理中最普遍的過程之一,而且也正是因為吸積才形成了我們周圍許多常見的結構。在宇宙早期,當氣體朝由暗物質造成的引力勢阱中心流動時形成了星系。

即使到了今天,恆星依然是由氣體雲在其自身引力作用下坍縮碎裂,進而通過吸積周圍氣體而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恆星周圍通過氣體和岩石的聚集而形成的。當**天體是乙個黑洞時,吸積就會展信銀現出它最為壯觀的一面。

黑洞除了吸積物質之外,還通過霍金蒸發過程向外輻射粒子。<>

6樓:網友

黑洞就是中心的乙個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小,熱量無限大的奇點和周圍一部分空空如也的天區,這個天區範圍之內不可見。依據阿爾伯特-愛因斯猜櫻坦的相對論,當一顆垂死恆星崩潰,它將聚整合一點,這裡將成為黑洞,吞噬鄰近宇宙區域的所有光線和任何物質。黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程:

某乙個恆星在準備滅亡,核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發生強力**。當核心中所有的物質都穗穗叢變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成乙個密實的星體,同時也壓縮了內族汪部的空間和時間。但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,連中子間的排斥力也無法阻擋。

中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是乙個密度高到難以想象的物質。由於高質量而產生的引力,使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。<>

你認為黑洞火牆的「火」是什麼的火?

7樓:衡成燕

史蒂芬·霍金在arxiv**上釋出了一篇尚未通過同行評議的**,試**決本文提到的那個悖論——黑洞的「事件視界」內部,到底有沒有一道焚燬一切的火牆,這涉及到乙個根本的矛盾:該放棄的,是廣義相對論,還是量子力學?霍金既沒有放棄相對論,也沒有放棄量子力學,而是另闢蹊徑,放棄了導致這一悖論的「事件視界」。

在那篇**中,霍金提出,黑洞附近的量子效應使得時空漲落極其猛烈,因此不可能存在一條絕對清晰的分界線,也就不存在一落進去就再也逃不出來的所謂「事件視界」。取而代之的,是乙個被稱為「表面視界」的新概念。事物只是暫時被囚禁在其中,終有一天,隨著「表面視界」的消失,被囚禁的資訊會以另一種幾乎無法辨認的方式被釋放出來。

不過,霍金在**中並沒有具體說明「表面視界」會怎樣消失。假如霍金是對的,那麼原則上來說,一切事物最終都可以逃離黑洞,於是傳統意義上的黑洞也就不復存在了。不過,對於這篇**,物理學家也仍在爭論之中。

相信在很長一段時間之內,霍金的這一觀點只能算是一家之言。<>

火命帶什麼飾物好,火命的人佩戴什麼樣的飾品會走好運?

看個人氣勢,氣勢弱的應該帶木質飾品,木旺火!如 檀香手鍊等 氣勢強的帶金 白金等金屬飾品!火鍊金!應避免玻璃 玉 鑽石類 本人爐中火命。佩戴什麼材質飾品好?那朋bai友你懂不懂 2b一個 du 不懂別亂說被人笑 切 zhi 算命說你屬於爐中火命,那是騙你的,你真傻,什麼爐中火,海中金的那是納音裡面的...

女生唱的高潮部分是什麼火火火火的世界聲音很低沉不是張惠妹的火也不是王蓉的火了火了

我想沒錯的話,就是 三妻四妾 你生活在花花世界 所以可以三妻四妾 霍元甲以上回答你滿意麼?一個女生唱的,聲音很低沉,高潮部分好像是有什麼火火火火的世界,火火火這水深火熱,歌詞不知道對不對記 5 哥們,不知道你找到沒有,那首歌叫 易燃易 陳粒唱的,我也找了好久,看見了找,就告訴一下,不用回我了,我可能...

火的偏旁部首是什麼,火的部首是什麼?

偏旁是合體字的構字部件。古代人把左右結構的合體字的左方稱為 偏 右方稱為 旁 現在合體字各部位的部件統稱為偏旁。如 語 字,由 言字旁 和 吾 兩個偏旁組成 盆 字由 分 和 皿字底 兩個偏旁組成 問 字由 門字框 和 口 兩個偏旁組成。漢字絕大部分是形聲字,由形旁和聲旁組成,所以,偏旁 主要包含形...