霍金自我修正:黑洞不存在
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来源:优酷 编辑:徐文迪
2014-01-27 00:00:00
视频介绍:

霍金推翻自创理论 称不存在黑洞只有“灰洞”

据英国媒体1月24日报道,英国著名科学家斯蒂芬·威廉·霍金教授再次以其与黑洞有关的理论震惊物理学界。他在日前发表的一篇论文中承认,黑洞其实是不存在的,不过“灰洞”的确存在。

黑洞并不存在

在这篇名为《黑洞的信息保存与气象预报》的论文中,霍金指出,由于找不到黑洞的边界,因此黑洞是不存在的。如果霍金的理论正确,黑洞核心的奇点根本就不存在,甚至不排除“一切事物原则上能逃离黑洞”这种极端局面的可能性。霍金说:“在经典理论中,黑洞不会放过任何东西;但量子理论允许能量和信息逃离黑洞。”因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的,这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。

30多年来,霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示,黑洞中量子运动是一种特殊情况,由于黑洞中的引力非常强烈,量子力学在此时已经不再适用了。但是霍金的这种说法并没有让科学界众多持怀疑态度学者信服。

现在看来,霍金终于给了这个当年自相矛盾的观点一个更具有说服力的答案。霍金称,黑洞从来都不会完全关闭自身,它们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量,随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。

霍金认为,受到黑洞引力的影响,能量和物质先是靠近——但不会到达——黑洞中心,最终还会被释放出去。不过,它们的信息在黑洞中不会毁灭,但是被完全打乱,逃离之后面目全非,几乎无法还原。

提出“灰洞”理论

霍金的最新“灰洞”理论认为,物质和能量在被黑洞困住一段时间以后,又会被重新释放到宇宙中。他在论文中承认,自己最初有关视界的认识是有缺陷的,光线其实是可以穿越视界的。当光线逃离黑洞核心时,它的运动就像人在跑步机上奔跑一样,慢慢地通过向外辐射而收缩。

霍金同时指出,对于这种逃离过程的解释需要一个能够将重力和其他基本力成功融合的理论。在过去近一百年间,物理学界没有人曾试图解释这一过程。

对于霍金的“灰洞”理论,一些科学家表示认可,但也有人持怀疑态度。美国卡夫立理论物理研究所的理论物理学家约瑟夫-波尔钦斯基 (Joseph Polchinski)指出,根据爱因斯坦的重力理论,黑洞的边界是存在的,只是它与宇宙其他部分的区别并不明显。

其实,早在2004年霍金就曾做出过类似表示。当年7月21日,霍金在“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上指出,黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞噬”,事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息可能会在某个时候释放出来。

1976年,霍金称自己通过计算得出结论,黑洞在形成过程中其质量减少的同时,还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的“霍金辐射”理论。但是,该理论提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息,一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后,其中的所有信息就都随之消失了。这便是所谓的“黑洞悖论”。

否认存在火墙

霍金此举意在解答黑洞的“火墙”之谜。

黑洞的边界又称“视界”。经典黑洞理论认为,黑洞外的物质和辐射可以通过视界进入黑洞内部,而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出视界。

此前研究人员猜测过,假如一位倒霉的宇航员不幸落入黑洞将是什么情景。长久以来,物理学家以相对论为基础,默认宇航员会毫不知情地落入黑洞,在黑洞核心奇点处灰飞烟灭。后来又有科学家根据量子理论提出新的见解,认为黑洞的视界是一块类似“火墙”的高能区域,会把掉进去的宇航员直接烧焦。

霍金理论的核心内容是,量子在黑洞周围造成剧烈的时空波动,所以像“火墙”一样的边界根本不可能存在。

新闻人物

斯蒂芬·威廉·霍金,1942年1月8日出生于英国牛津,剑桥大学哲学博士。当代最重要的广义相对论和宇宙论家,被称为在世的最伟大的科学家,还被称为“宇宙之王”。上世纪70年代他与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学家。他还证明了黑洞的面积定理。

21岁时霍金不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症,所以被禁锢在轮椅上,只有三根手指可以活动,疾病已经使他的身体严重变形,头只能朝右边倾斜,肩膀左低右高,双手紧紧并在当中,握着手掌大小的拟声器键盘,两脚则朝内扭曲着,嘴已经歪成S型,这已经成为他的标志性形象。1985年,因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。当时医生预测他最多活两年,但他依然坚强地活着。

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