超级英雄有时可能不得不与宇宙现象作斗争,但太空中实际存在的物体也有它们自己的力量。
尽管黑洞周围有许多谜,但它有时可能很无聊。质量和旋转告诉你你需要知道的关于黑洞的一切(因为它不带电荷),一旦物质通过视界,信息被破坏,但只有质量留下来——但请等一等。这就是广义相对论的假设。量子理论认为信息永远不会被毁灭。为了解决这一矛盾,新的研究发现,在低自旋状态下,黑洞的行为可能符合广义相对论的假设,但在极高的自旋状态下,它们可以做到不可能做到的事情。
以极快的速度旋转的黑洞有可能使信息在坠入深渊后仍保持完整。当你认为物质一旦落入黑洞的大嘴巴,就会被压成污物时,这几乎与你所想到的一切相矛盾。质量只是质量,仅此而已。这个概念也被称为无毛定理。如果无毛定理是正确的,那就意味着任何被黑洞吞噬的物体的物质属性也会被吞噬。一群理论物理学家现在争论的是,如果应用量子物理学的规则,并不是所有的东西都消失了。也就是说,黑洞在量子领域可以有“毛发”。
“我们的研究结果表明,存在着大量的理论,这些理论与广义相对论在低自旋时的静止黑洞解相同,但在足够高的自旋时却显示出黑洞毛,”Alexandru Dima说,他领导的一项研究最近发表在《Physical Review Letters》上。
因为几乎不可能观察到黑洞的状态,也不可能观察到它是扩展还是打破广义相对论,所以利用它的旋转可以更容易地弄清楚它。扩展广义相对论的理论通常允许一种叫做无质量标量场的东西。数量意味着有大小,但没有方向。
数量场给空间中的每一点一个无方向性大小的值,并与黑洞旋转的速度相联系。因为数量场给额外的特征留有余地,而这些特征如果严格按照广义相对论是不会出现的。Dima和他的团队能够阐明,相对于超高速旋转的黑洞,物质落入自转较慢的黑洞时可能会发生什么。根据广义相对论的观点,如果一颗中子星坍缩成黑洞,它的所有中子及其相互作用一旦冒险越过黑洞的视界,就会变成黑洞的质量。然而,如果您在考虑这种情况时抛弃无毛定理,它将允许违规行为继续存在,甚至超过了不能返回的点。
还有其他的原因应该重新考虑无毛定理。如果黑洞唯一的特征是它的质量,旋转和(不存在的)电荷,那么这也意味着它没有温度。一方面,太空是冰冷的。另一方面,快速旋转的物体会产生热量。到底是哪一种呢?没有人知道。还有一个问题是,在广义相对论看来,黑洞是不可能存在熵的。霍金辐射与此相矛盾,因为斯蒂芬·霍金的理论认为黑洞会慢慢蒸发,直到宇宙中没有任何剩余。
当宇宙飞船从另一边出现时,它是否可能穿过其中一个黑洞,最终进入宇宙的某个角落?也许,如果你相信白洞或其他关于可穿越黑洞的疯狂理论的话。黑洞自旋与数量场相关的研究还没有深入到这一领域。然而,它所做的是严重质疑质量是否真的只是黑洞中的质量。
也许黑洞最终会被视为超级英雄而不是一般厉害的英雄。
(独家编译:楚楚)
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