宇宙注定要蒸发吗?霍金辐射理论或不限于黑洞

 人参与 | 时间:2024-04-17 11:29:28

科技日报记者 张佳欣。宇宙

根据史蒂芬·霍金著名的注定蒸辐射理论,随着事件视野(黑洞最外层边界)对周围量子场的霍金或不黑洞破坏,黑洞会随着时间的辐射推移蒸发,并以一种奇怪的理论辐射形式逐渐失去质量。但分析表明,限于事件视野对这一过程并不重要。宇宙最近,注定蒸根据荷兰拉德布大学天体物理学家的霍金或不黑洞最新研究,时空曲率中足够陡峭的辐射斜率也可以做同样的事情。这说明霍金辐射理论不仅适用于黑洞,理论所有大物体,限于甚至宇宙,宇宙最终都可能蒸发。注定蒸


斯蒂芬·霍金提出了一个预测黑洞会因蒸发而死亡的霍金或不黑洞理论。
图片来源:美国商业内幕网。

霍金巧妙地将量子物理学和爱因斯坦的引力理论结合起来,认为成对粒子的自发产生和湮灭必须发生在事件视野附近,超过这一点就无法逃脱黑洞的引力。一个粒子及其反粒子从量子场中产生的时间很短,然后立即消灭。但有时,一颗粒落入黑洞,然后另一颗粒可以逃跑,从而产生霍金辐射。根据霍金的说法,这最终会导致黑洞蒸发。

在这项新研究中,拉德布大学的研究人员结合物理、天文学和数学技术,重新审视了这一过程,分析了黑洞周围产生的粒子对会发生什么,以及事件视野的存在是否真的至关重要。

研究结果表明,新粒子也可以在远远超出事件视野的地方产生。除了众所周知的霍金辐射,还有一种新的辐射形式。

任何具有适当质量或密度的物体都能产生明显的时空曲率。这些物体的引力场基本上会导致时间和空间在它们周围扭曲。黑洞是最极端的例子,但时间和空间也会弯曲超大质量的天体,如中子星、白矮星和其他致密死星以及星系团。研究人员发现,在这些情况下,重力仍然会影响量子场的波动,产生与霍金辐射非常相似的新粒子,而不需要事件视野中的“催化剂”。

研究意味着没有事件视野的物体,如死星的残骸和宇宙中的其他大物体,也有这种辐射。而且,很长一段时间后,宇宙中的一切最终都会像黑洞一样蒸发。

研究人员表示,这不仅改变了人们对霍金辐射的理解,也改变了人们对宇宙及其未来的看法。

然而,人类不必太担心。相当于太阳的黑洞需要1064年才能蒸发。

在美国物理学会2日出版的《物理评论快报》上发表了相关研究。

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