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物理学家偶然间对黑洞有了新的发现：黑洞有温度也有压力

2021-09-17 10:12:25 来源：网络整理作者：管理员

考虑到人类第一次直接探测到黑洞的存在是在本世纪，所以，我们对这些神秘的宇宙物体知之甚少也是情有可原的。

一项新的研究又得到了新的发现。在运行黑洞熵的量子引力校正方程时，一对物理学家发现黑洞在对它们周围的空间施加压力。

虽然，压力并不是很大 —— 但这一发现与斯蒂芬·霍金的预测惊人地一致，即黑洞会发出辐射，因此不仅有温度，而且在没有吸积的情况下会随着时间的推移慢慢缩小。

英国苏塞克斯大学的物理学家和天文学家表示：“我们发现史瓦西黑洞有压力和温度，这太令人兴奋了，因为这完全是一个惊喜。”

如果你只考虑广义相对论中的黑洞，就可以证明它们的中心有一个奇点，我们知道它们的物理定律必须在那里崩溃。希望当量子场论被纳入广义相对论时，我们或许能够找到对黑洞的新描述。

当物理学家和天文学家们正在使用量子场论进行计算，以尝试探测黑洞的事件视界时，他们获得了这个新发现。具体来说，他们当时正试图了解黑洞事件视界的波动，以纠正其熵，这是从有序到无序发展的衡量标准。

当他们进行这些计算时，科学家们不断地在他们的方程式中发现一个额外的数字，但他们花费了相当一段时间才认识到他们看到的是什么 —— 压力。

参与研究的科学家兴奋地说道：“当我们意识到方程式中神秘的结果告诉我们，我们研究的黑洞有压力时（经过几个月的努力），真是令人振奋！”

目前，还不清楚造成这种压力的原因，根据研究小组的计算，这种压力非常小。此外，它是负的。如果与地球在海平面上的 1 bar 相比，对于一个太阳质量的黑洞来说，表示为 -2E的-46次方 bar。

这就意味着，黑洞会缩小，而不是增长。这与霍金的预测是一致的，尽管目前还无法确定负压与霍金辐射之间的关系，甚至无法确定这两种现象是否存在关联。

然而，这一发现可能会对我们试图将广义相对论（在宏观尺度上）与量子力学（在极小尺度上运行）进行平衡的尝试，产生有趣的影响。

黑洞被认为是这项工作的关键。黑洞奇点在数学上被描述为一个密度极高的一维点，在这一点上广义相对论崩溃了（失效了）—— 但它周围的引力场只能用相对论来描述。

要弄清楚这两种机制是如何结合在一起的，也可以帮助解决一个非常棘手的黑洞问题。根据广义相对论，在黑洞之外消失的信息可能永远消失。而在量子力学下，这是不可能的。这就是黑洞信息悖论，从数学上探索黑洞周围的时空可以帮助解决这个问题。

主持这项新发现的科学家表示：“我们的工作是朝着这个方向迈出了一步。虽然我们正在研究的黑洞施加的压力很小，但它的存在，跨越天体物理学、粒子物理学和量子物理学，开辟了多种新的可能性。”

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