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矛盾解决了吗?信息如何从黑洞中逃脱

MWC 656系统的星和黑洞
MWC 656系统的艺术家概念,它由一个巨大的“ Be”星和一个伴随的黑洞组成。恒星以很高的速度旋转,弹出一个赤道的物质盘,该物质通过吸积盘转移到黑洞中。
(图片:©GavicielPérezDíaz,Servicio MultiMedia(IAC))

一组科学家说,每个黑洞都隐藏着一个秘密-它从中形成的恒星的量子残留,他们还预测,一旦黑洞蒸发,这些恒星稍后就会出现。

研究人员称这些物体为“普朗克恒星”,并相信它们可以解决现代物理学中一个非常重要的问题:信息悖论,或者是包含在物质中的信息发生什么变化的问题。 黑洞.

这个想法最终也可以调和量子力学和爱因斯坦’描述引力的广义相对论,从而说明了量子引力论如何解决物理学界长期存在的难题。 [宇宙中最奇怪的黑洞]

扭曲 - 天文空间站和时间

黑洞是一个非常难以置信的密集 - 天文空间站区域,甚至没有光都无法从黑洞中逃脱。大多数被认为是在一颗大恒星的末端形成的’生命时,当它的内部压力不足以抵抗其自身的引力并且恒星在其自身的重量作用下坍塌。

大多数科学家认为,既然没有什么可以阻止这种崩溃,那么最终将形成一个奇点,即一个达到无限密度的区域, 爱因斯坦’s general relativity 不再具有预测性。

但是这种“奇异性理论”有缺陷。由于物理定律不再适用于无限密度的区域,因此没人知道黑洞内部可能发生的情况。

史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在1970年代初提出,黑洞可以缓慢蒸发并消失。但是在这种情况下,描述掉入黑洞的物体的信息会发生什么?根据广义相对论,信息不能简单地消失。但是,在黑洞内部,信息​​显然可以。这种“信息悖论”使研究人员困惑了数十年。

法国马赛大学的卡洛·罗维利和荷兰拉德布德大学的弗朗西斯卡·维多托试图通过探索认为宇宙起源于宇宙的思想来回答这个问题。 大爆炸实际上,由于量子引力的作用,在较早的收缩阶段之后,它实际上是从“大反弹”中出现的。

“量子引力效应产生有效的排斥力,因此物质不会’虽然已经崩溃成一个奇异点,但它只是达到了最大的压缩状态。”维多托说。

这样,当物质的能量密度达到普朗克尺度(物理上可能的最小尺寸)时,宇宙将“反弹”,从而导致宇宙再次膨胀,然后可能再次坍塌,依此类推。 [大爆炸理论的替代方案(信息图形)]

对于垂死的恒星坍缩的物质的命运,现在已经提出了类似的想法。 量子效应 -类似于防止电子掉落到原子核中的那些行为-会在恒星收缩到单个点或奇异点之前阻止其崩溃。然后,恒星将成为超紧凑的物体,在黑洞的蒸发过程中反弹并最终爆炸。最终,所有将陷入黑洞的东西都将被释放。

黑洞是奇怪的区域,重力很强,可以弯曲光线,扭曲 - 天文空间站并扭曲时间。 [在此SPACE.com信息图中查看黑洞如何工作。] (图片来源:SPACE.com贡献者Karl Tate)

伽马射线暴

研究人员说,随着黑洞的蒸发和缩小,其边界在反弹后的某个时刻会与普朗克恒星的边界相遇。发生这种情况时,就不再有黑洞的视界,并且黑洞中捕获的所有信息都可以逃逸。

在这种情况下,信息悖论将得到解决;这些信息将被简单地重新发射到宇宙中。

“黑洞有一个巨大的残余物-一颗普朗克星-这使我们能够理解黑洞的蒸发,这是它们生命的最后阶段,没有悖论。悖论不是自然的一部分;它们是某些不完整知识的标志,维多托说。

罗维尔利(Rovelli)同意:“信息永远不会太集中,它可能随着恒星的爆炸而逃逸。”他估计,这种信息释放将产生波长约为10 ^ -14 cm(伽马射线的波长)的辐射。

维多托说:“现在,我们瞥见了一个诱人的可能性:如果物质在黑洞中坍塌然后弹跳,那么膨胀可能是非常戏剧性的事件,是一次巨大的爆炸。”

科学家可能还补充说,天文学家已经观察到普朗克恒星以极亮事件的形式将信息释放到太空中。 伽马射线暴.

没有“物理学的终结”

最终,如果理论得到证实,则可能是量子引力存在的有力证据,法国格勒诺布尔约瑟夫·傅里叶大学的奥雷琳·巴尔劳说,他没有参与这项研究。

他说:“论文表明,量子引力可能会有实验结果。” “这将令人着迷。”

下一步将是更精确地描述应引起“大弹跳SISSA(国际高级研究学院,意大利的里雅斯特)的物理学家Stefano Liberati说,“也许可以借助对真实倒塌的精确计算机模拟来帮助,他也没有参加这项研究。

他告诉太空网:“如果通过更详细的计算证实这一想法,将进一步证明我们所谓的广义相对论中的奇点只是当前理论缺乏可预测性,但可以通过量子引力成功解决的情况。”通过电子邮件。 “到那时, 大爆炸 否则黑洞的中心将不是“物理学的终结”,而只是另一扇有待揭示的门,这使我们在理解我们宇宙的本质方面有了巨大的飞跃。”

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