Nachricht

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Die von Hawking vor 50 Jahren aufgestellte Vermutung wurde widerlegt!

Der neueste Beweis der Mathematiker ist dasEs kann extreme Schwarze Löcher geben。

Dies steht im Widerspruch zum dritten Hauptsatz der Thermodynamik Schwarzer Löcher, der 1973 von Hawking und anderen vorgeschlagen wurde.

extremes schwarzes LochEs ist eine ganz besondere Situation, was bedeutet, dass die Schwerkraft auf der Oberfläche oder dem Ereignishorizont des Schwarzen Lochs Null ist. Seine Oberfläche zieht nichts an, aber wenn Teilchen in die Mitte des Schwarzen Lochs gedrückt werden, können sie trotzdem nicht entkommen.

Und da die Temperatur eines Schwarzen Lochs proportional zur Oberflächengravitation ist, bedeutet das Fehlen der OberflächengravitationSchwarze Löcher haben keine Temperatur, nicht in der Lage, Wärmestrahlung auszusenden.

Dies widerspricht wiederum der Strahlungstheorie von Hawking, die besagt, dass Schwarze Löcher nicht völlig „dunkel“ sind, sondern langsam und auf eine bestimmte Weise Energie nach außen abstrahlen können, dabei allmählich an Masse verlieren und möglicherweise verschwinden.

Doch Christoph Kehle vom MIT und Ryan Unger von der Stanford University haben mathematisch gezeigt, dass dies der Fall sein könnte.

Und sie beweisen auch,Die Existenz extremer Schwarzer Löcher führt nicht zur Existenz nackter Singularitäten。

Nobelpreisträger Penrose schlug zuvor vor, dass die Natur die Existenz einer nackten Singularität nicht zulässt. Wenn sie existiert, wird sie die Kausalität des Universums zerstören örtlich nicht vorhanden.

Die Mathematikerin Elena Giorgi von der Columbia University kommentierte:

Dies ist ein großartiges Beispiel für die Rückwirkung der Mathematik auf die Physik.

Was ist ein extremes Schwarzes Loch?

Die überwiegende Mehrheit der Schwarzen Löcher in der Natur rotiert.

Wenn geladene Materie in ein Schwarzes Loch fällt, erhöht sich aufgrund der Drehimpulserhaltung die Rotationsgeschwindigkeit des Schwarzen Lochs und das Schwarze Loch selbst wird ebenfalls geladen.

Wenn ein Schwarzes Loch immer mehr Materie absorbiert, werden theoretisch seine Ladung und seine Rotationsgeschwindigkeit unendlich, und es entstehen extreme Schwarze Löcher.

Bei einem extremen Schwarzen Loch verschwindet sein Ereignishorizont, solange zusätzliche Ladung hinzugefügt wird, und es bleibt eine nackte Singularität zurück.

Und seine Oberfläche zieht nichts mehr an.

1973 schlugen Hawking, John Bardeen und Brandon Carter vor, dass es unmöglich sei, extreme Schwarze Löcher zu bilden.

Dieses Gesetz besagt, dass die Oberflächengravitation eines Schwarzen Lochs nicht in einer begrenzten Zeit auf Null sinken kann. Die drei Wissenschaftler glauben, dass jeder Prozess, der es der Ladung oder dem Spin des Schwarzen Lochs ermöglicht, den Grenzwert zu erreichen, dazu führen kann, dass der Ereignishorizont des Schwarzen Lochs vollständig zerstört wird verschwinden.

In akademischen Kreisen wird allgemein davon ausgegangen, dass ein Schwarzes Loch ohne Ereignishorizont (also eine nackte Singularität) nicht existieren kann.

Da die Temperatur eines Schwarzen Lochs außerdem direkt proportional zur Oberflächengravitation ist, hat das Schwarze Loch ohne Oberflächengravitation keine Temperatur und kann daher keine Wärmestrahlung aussenden. Aber Hawking schlug vor, dass die Emission von Strahlung eine notwendige Eigenschaft von Schwarzen Löchern sei.

Im Jahr 1986 versuchte der Physiker Werner Israel, die Entstehung eines extremen Schwarzen Lochs mithilfe eines gewöhnlichen Schwarzen Lochs zu simulieren und es schneller rotieren zu lassen und mehr Ladung zu tragen. Die endgültige Schlussfolgerung zeigte jedoch, dass dies die Oberflächengravitation des Schwarzen Lochs nicht verringern kann Schwarzes Loch innerhalb einer begrenzten Zeit auf 0 reduzieren.

Habe ungewollt einen Weg gefunden, es zu beweisen

Keller und Unger untersuchen selbst keine extremen Schwarzen Löcher.

Sie denkengeladenes schwarzes LochBei seiner Entstehung wurde unerwartet entdeckt, dass ein Schwarzes Loch mit einer extrem hohen elektrischen Ladung entstehen kann, was ein wichtiges Zeichen für extreme Schwarze Löcher ist.

sie beginnen mit aKeine Rotation, keine GebührBeginnen Sie mit einem Schwarzen Loch und simulieren Sie, was passieren würde, wenn es in ein Skalarfeld gebracht würde.

Sie nutzten Magnetfeldimpulse, um das Schwarze Loch zu treffen und ihm eine elektrische Ladung zu verleihen. Diese Impulse versorgen das Schwarze Loch mit elektromagnetischer Energie und erhöhen zudem seine Masse.

Durch die Aussendung diffuser niederfrequenter Impulse kann die Masse (M) des Schwarzen Lochs schneller zunehmen als seine Ladung (q).

Gemäß der Klassifizierung bedeutet |q|=M die Bildung eines extremen Schwarzen Lochs; wenn |q|M die Bildung eines nicht-extremen Schwarzen Lochs darstellt.

Wenn die Massenwachstumsrate die Ladungswachstumsrate übersteigt, bedeutet dies, dass das Schwarze Loch von einem subextremen Zustand in einen extremen Zustand übergehen kann.

Das Papier schlägt nicht nur eine neue charakteristische Adhäsionsmethode vor, sondern zeigt auch, wie die innere Struktur eines Schwarzen Lochs konstruiert werden kann, und analysiert den Prozess der Bildung und Entwicklung eines Schwarzen Lochs, einschließlich des Gravitationskollapses, ausgehend von regulären Anfangsdaten und der geometrischen Struktur der Außenseite des Schwarzen Lochs.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass, obwohl mathematische Methoden verwendet wurden, um die Existenz der Theorie extremer Schwarzer Löcher zu beweisen, dies nicht bedeutet, dass extreme Schwarze Löcher existieren müssen.

Das theoretische Beispiel weist die maximale Ladungsmenge auf, Menschen haben jedoch noch kein Schwarzes Loch mit offensichtlicher Ladung beobachtet. Da es wahrscheinlicher ist, ein schnell rotierendes Schwarzes Loch zu finden, wollen Keller und Unger auch ein Modell bauen, das es Schwarzen Löchern ermöglicht, die Grenze der Rotationsgeschwindigkeit zu erreichen.

Der Aufbau eines solchen Modells ist jedoch mathematisch anspruchsvoller. Sie beginnen gerade erst damit, daran zu arbeiten.

Keller und Unger versuchen, mithilfe mathematischer Methoden den Geheimnissen Schwarzer Löcher auf den Grund zu gehen.

Im Jahr 2023 bewiesen Keller, seine Lehrerin Elena und andere außerdem durch eine 1.000-seitige Studie, dass langsam rotierende Schwarze Löcher im mathematischen Sinne stabil sind. Dies ist wichtig für die Validierung der Allgemeinen Relativitätstheorie, denn wenn sie im mathematischen Sinne instabil ist, könnte dies bedeuten, dass ein Problem mit der zugrunde liegenden Theorie vorliegt.

△Links ist Keller, rechts Unger

Die neuesten in diesem Jahr veröffentlichten Forschungsergebnisse widerlegen nicht nur die von Hawking vorgeschlagene Vermutung, sondern liefern auch neue Erkenntnisse für die Forschung in Spitzenbereichen wie der allgemeinen Relativitätstheorie, der Quantenmechanik und der Stringtheorie.