亚搏APP 物理学家可能找到了探索黑洞信息悖论的新阶梯

商榷东说念主员初次借助粒子物理学的数学法式,在未不雅测信得过黑洞的情况下重现了霍金辐射。

黑洞有一个物理学家于今仍无法诠释的难题。把柄斯蒂芬·霍金的著名预言,黑洞并非所有这个词昏黑,它们会极其迟缓地开释出一股极细微的粒子流,即霍金辐射。
经过饱胀长的时辰,这种辐射会使黑洞松开,并最终所有这个词隐没。但是,这在物理学中激发了一个严重矛盾:淌若黑洞隐没了,那么困在其中的通盘信息会如何?
量子物理学合计信息不成能被残害,但黑洞挥发似乎指向相背的论断。
几十年来,科学家一直为这个难题所困,因为霍金辐射太细微,无法径直不雅测,而连合引力与量子物理的数学又出了名的辛苦。
如今,一个国外商榷团队找到了一条出东说念主意象的新阶梯来商榷这个问题。他们莫得径直处理黑洞,而是借助一种名为“双重拷贝”(double copy)的数学框架,将霍金辐射翻译成了粒子物理学的讲话。
“这让咱们能够揣度出以前从未能揣度的东西,不外是玄机地复用已有的成果,”商榷东说念主员之一、伦敦玛丽女王大学的物理学家克里斯·怀特说。
引力与粒子之间荫藏的桥梁
双重拷贝是一种在夙昔十年里重塑了部分表面物理学的念念想。其中枢认识是,某些描述引力的方程不错在数学上用粒子物理学方程重新表述。
这少量很热切,因为当代物理学被分红了两套寥寂的框架。爱因斯坦的广义相对论诠释引力、黑洞以及六合中大质料物体的通顺。
而表率模子则诠释哄骗量子全国的轻飘粒子和力。
两种表面各自齐极其灵验,但在黑洞等顶点环境中却难以吞并。双重拷贝险些就像是这两个全国之间的翻译器具。
简便来说,物理学家就怕能把一个辛苦的引力揣度,改造为一个更容易处理的粒子物理学揣度。
这项技艺已被用来更好地意会些许引力风景,亚搏APP但霍金辐射如故缺失的一环。此前,科学家从未为霍金辐射找到顺应的表率模子对应物。这一空缺适度了双重拷贝在黑洞商榷中的用处。
将霍金辐射改造为粒子碰撞
在这项新商榷中,商榷东说念主员终于找到了霍金辐射的一个数学类比。调遣后的版块不再是描述粒子从黑洞中潜逃,而是描述一个带电粒子与一个由荷电物资构成的、正在坍缩的球壳互相作用。
“咱们辩论的是一个无质料标量粒子在一个坍缩的电磁配景中的散射,”商榷东说念主员在描述这个用于在数学上模拟霍金辐射的粒子物理装配时写说念。
令东说念主惊诧的是,描述这一散射经过的数学与哄骗霍金辐射的方程相吻合。另外两个商榷团队也在各自寥寂的商榷中得出了密切关系的论断,这进一步增强了信心,标明这种议论是信得过的,而非刚巧。
这些论文共同标明,黑洞物理的一些热切特征可能早已编码在平日的粒子物理学方程之中。
这一成果意旨尤其紧要,因为霍金辐射处于两个迥乎不同模范的交织点上。黑洞属于由引力哄骗的雄伟六合天体规模,而辐射出的粒子则属于微不雅量子全国。
双重拷贝能将这两个模范连合起来,证实引力与粒子物理学之间的关系可能比科学家此前坚贞到的愈加深层。这个新框架还可能为物理学家提供一条绕过紧要实验难题的旅途。
既然来自信得过黑洞的霍金辐射过于细微而无法径直探伤,商榷东说念主员约略不错通过数学阵势来商榷它的粒子物理学对应物。这约略能让他们去探索此前无法涉及的黑洞看成的方方面面。
黑洞悖论可能有了新的测验场
这项使命并莫得惩处黑洞信息悖论,但为科学家提供了一种惩处它的全新阵势。
商榷东说念主员当今但愿能进一步鼓动双重拷贝框架,寻找其他黑洞特征的粒子物理学等价物,甚而包括事件视界自己——也即是阿谁任何东西齐无法脱逃的规模。
淌若这些议论也能被收效绘画出来,物理学家约略就能用起首为粒子碰撞拓荒的法式来商榷黑洞的某些方面。
这将代表着商榷东说念主员处理量子引力——当代科学中最大的未解难题之一——的阵势发生紧要改造。
不外,就目下而言,这项商榷仍所有这个词是表面性的,何况面前的数学映射只适用于经过经心阻挡的情形,而不适用于推行中的天体物理黑洞。
这项商榷发表在arXiv上。
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