黑洞蒸发:理论研究证明斯蒂芬·霍金部分

    来源: 神秘的地球

      黑洞蒸发:理论研究证明斯蒂芬·霍金部分正确

      史瓦西时空中引力粒子产生机制的示意图。粒子产生事件率在小距离处最高,而逃逸概率(由渐增的逃逸锥(白色)表示)在大距离处最高。学分:arXiv (2023)。DOI: 10.48550/arxiv.2305.18521

      据奈梅亨大学:Radboud大学的Michael Wondrak,Walter van Suijlekom和Heino Falcke的新理论研究表明,斯蒂芬·霍金关于黑洞的观点是正确的,尽管不是完全正确。由于霍金辐射,黑洞最终会蒸发,但事件视界并不像人们认为的那样重要。重力和时空的弯曲也会造成这种辐射。这意味着宇宙中所有的大型物体,就像恒星的残余一样,最终都会蒸发。

      斯蒂芬·霍金巧妙地结合了量子物理学和爱因斯坦的引力理论,认为粒子对的自发产生和湮灭必定发生在事件视界附近(超过这个点就无法逃脱黑洞的引力)。

      一个粒子和它的反粒子在量子场中产生的时间非常短暂,之后它们会立即湮灭。但有时一个粒子掉进黑洞,然后另一个粒子就能逃脱:霍金辐射。根据霍金的说法,这将最终导致黑洞的蒸发。

      在这项新的研究中,Radboud大学的研究人员重新审视了这一过程,并调查了事件视界的存在是否确实至关重要。他们结合了物理学、天文学和数学的技术来研究如果这种粒子对在黑洞周围产生会发生什么。这项研究表明,新粒子也可以在这个视界之外产生。迈克尔·万德拉克说,“我们证明,除了众所周知的霍金辐射,还有一种新形式的辐射。”

      一切都蒸发了

      Van Suijlekom说,“我们表明,在黑洞之外,时空的弯曲在产生辐射方面起着很大的作用。粒子已经被引力场的潮汐力分离了。”尽管以前人们认为没有视界就不可能有辐射,但这项研究表明视界是不必要的。

      Falcke说,“这意味着没有视界的物体,如宇宙中死亡恒星和其他大型物体的残余物,也有这种辐射。而且,经过很长一段时间后,这将导致宇宙中的一切最终蒸发,就像黑洞一样。这不仅改变了我们对霍金辐射的理解,也改变了我们对宇宙及其未来的看法。”

      该研究被《物理评论快报》接受发表,同时,该论文的一个版本可以在arXiv预印本服务器上阅读。

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