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宇宙注定要蒸发?霍金辐射理论或不仅限于黑洞

发布时间:2023-06-07 10:27:49来源:
  依据史蒂芬·霍金的有名辐射理论,随着事件视界(黑洞最外层的边界)对周围量子场的损坏,黑洞会随着时间蒸发,并以一种奇异的辐射形式逐渐失去质量。但剖析表明,事件视界对这一进程并不是必不可少的。日前,据荷兰拉德布大学天体物理学家的最新研讨,时空曲率中足够峻峭的斜率也可做同样的事情。这表明,霍金辐射理论不仅实用于黑洞,全部大型物体,甚至是宇宙,最终都可能会蒸发。

  霍金奇妙地联合了量子物理学和爱因斯坦的引力理论,觉得成对粒子的自发发生和湮灭必需产生在事件视界邻近,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从量子场中非常短暂地发生,之后它们立即湮灭。但有时,一个粒子落入黑洞,然后另一个粒子可以逃逸,从而发生霍金辐射。依据霍金的说法,这最终将导致黑洞蒸发。

  在这项新研讨中,拉德布大学的研讨人员联合了物理学、天文学和数学技术,重新审视了这一进程,剖析了在黑洞周围发生这样的粒子对会产生什么,以及事件视界的存在是否真的至关主要。

  研讨成果表明,新的粒子也可以在远远超越事件视界的处所发生。除了众所周知的霍金辐射之外,还有一种新的辐射形式。

  任何质量或密度恰当的物体都可发生明显的时空曲率。基础上,这些物体的引力场导致时空在它们周围扭曲。黑洞是最极端的例子,但时空也会缭绕中子星和白矮星等其他致密死星以及星系团等超大质量天体曲折。研讨人员发现,在这些情形下,引力仍可影响量子场的波动,足以发生与霍金辐射非常类似的新粒子,而不须要事件视界“催化剂”。

  研讨意味着,没有事件视界的物体,如死亡恒星的残骸和宇宙中的其他大型物体,也有这种辐射。而且,在很长一段时间后,这将导致宇宙中的一切最终会像黑洞一样蒸发。

  研讨人员表现,这不仅转变了人们对霍金辐射的懂得,也转变了人们对宇宙及其未来的见解。

  不过,人类也无需过于担忧。一个质量相当于太阳的黑洞须要10^64年才干蒸发。

  相干研讨发表在美国物理学会2日出版的《物理评论快报》上。

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