【大纪元2021年09月27日讯】(大纪元记者笛睿编译报导)最近一份研究第一次提出黑洞会向周围的环境空间释放压力的概念。研究人员认为,这是爱因斯坦的相对论和现代量子力学尝试结合起来的一项重要发现。
科学家最初对黑洞的认识是,它是恒星死亡后一种神秘的产物,它毫无生气,具有各种各样的“无尽”的概念,比如进入它的边界——事件视界,任何物质都被吸入,连光也无法逃逸;又比如其中心具有一个“奇点”,代表着无限大的引力、无限小的面积,和无限大的密度等等各种抽象的特点。
到了1974年,著名物理学家霍金(Stephen Hawking)则提出,黑洞其实也会向外辐射热量。现在,英国萨塞克斯大学(University of Sussex)的研究人员通过计算发现,黑洞不仅会散发热量,还会释放压力。
萨塞克斯大学物理学和天文学系教授卡尔梅特(Xavier Calmet)和柯伊伯斯(Folkert Kuipers)利用史瓦西黑洞(Schwarzschild)模型进行研究。史瓦西黑洞直接由死亡的恒星坍塌而来,不带电、不自旋,是最简单的一种黑洞模型。
他们发现,在用量子引力修正黑洞热力学熵公式的过程中,总是出现一些额外的数值。他们猜想这可能是黑洞发释放出的压力的体现。经过更多的计算,他们终于证明了这个猜测:从量子引力理论的角度来看,黑洞具有压力特性。
卡尔梅特说:“这项发现扩展了科学界对黑洞的认知。”
“霍金凭直觉认为黑洞并不是‘一无所有’,而是具有光谱特性,这是一个具有里程碑意义的想法。在这个方向的指引下,黑洞成为了现代科学家研究怎样把量子力学、相对论和热力学融会贯通的一个理想的模型。”
“如果你仅从相对论的角度去看黑洞,你只能看到它们的中心具有奇点,在那里,很多物理学定律全都失效。我们希望通过引入量子力学,为黑洞提出一套新的描述。”
“这项研究是朝着这个方向迈出的一步,尽管我们所发现的黑洞释放的压力数值很小,但是它毕竟是事实存在的物质,这将打开探索新理论无尽的可能性,将会影响并扩展天体物理学、粒子物理学和量子物理学等多个领域的研究。”
这份研究9月9日发表于《物理评论D刊》(Physical Review D)。
责任编辑:朱涵儒