νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Η εικασία που είχε προτείνει ο Χόκινγκ πριν από 50 χρόνια ανατράπηκε!

Η τελευταία απόδειξη των μαθηματικών είναι αυτήΜπορεί να υπάρχουν ακραίες μαύρες τρύπες。

Αυτό είναι αντίθετο με τον τρίτο νόμο της θερμοδυναμικής της μαύρης τρύπας που προτάθηκε από τον Hawking και άλλους το 1973.

ακραία μαύρη τρύπαΕίναι μια πολύ ειδική κατάσταση, που σημαίνει ότι η βαρύτητα στην επιφάνεια της μαύρης τρύπας ή στον ορίζοντα γεγονότων είναι μηδενική, η επιφάνειά της δεν έλκει τίποτα, αλλά αν τα σωματίδια ωθηθούν στο κέντρο της μαύρης τρύπας, δεν μπορούν να διαφύγουν.

Και δεδομένου ότι η θερμοκρασία μιας μαύρης τρύπας είναι ανάλογη με την επιφανειακή βαρύτητα, η απουσία επιφανειακής βαρύτητας σημαίνειΟι μαύρες τρύπες δεν έχουν θερμοκρασία, δεν μπορεί να εκπέμψει θερμική ακτινοβολία.

Αυτό με τη σειρά του έρχεται σε αντίθεση με τη θεωρία της ακτινοβολίας Hawking, η οποία προτείνει ότι οι μαύρες τρύπες δεν είναι εντελώς «σκοτεινές», αλλά μπορούν να εκπέμπουν αργά ενέργεια προς τα έξω με συγκεκριμένο τρόπο, χάνοντας σταδιακά τη μάζα και πιθανώς εξαφανιζόμενες.

Αλλά ο Christoph Kehle από το MIT και ο Ryan Unger από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ έχουν δείξει μαθηματικά ότι αυτό μπορεί να συμβαίνει.

Και αποδεικνύουν επίσης,Η ύπαρξη ακραίων μαύρων τρυπών δεν οδηγεί στην ύπαρξη γυμνών ιδιομορφιών。

Ο βραβευμένος με Νόμπελ Penrose πρότεινε προηγουμένως ότι η φύση δεν επιτρέπει την ύπαρξη μιας γυμνής μοναδικότητας, εάν υπάρχει, θα καταστρέψει την αιτιότητα του σύμπαντος. -υπαρκτός.

Η μαθηματικός του Πανεπιστημίου Κολούμπια Έλενα Γιώργη σχολίασε:

Αυτό είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα των μαθηματικών που ανατροφοδοτούν τη φυσική.

Τι είναι μια ακραία μαύρη τρύπα;

Η συντριπτική πλειοψηφία των μαύρων τρυπών στη φύση περιστρέφονται.

Όταν η φορτισμένη ύλη πέφτει σε μια μαύρη τρύπα, η ταχύτητα περιστροφής της μαύρης τρύπας θα αυξηθεί λόγω της διατήρησης της γωνιακής ορμής και η ίδια η μαύρη τρύπα θα φορτιστεί επίσης.

Θεωρητικά, καθώς μια μαύρη τρύπα απορροφά όλο και περισσότερη ύλη, το φορτίο και η ταχύτητα περιστροφής της θα γίνουν άπειρες και θα εμφανιστούν ακραίες μαύρες τρύπες.

Για μια ακραία μαύρη τρύπα, όσο προστίθεται επιπλέον φορτίο, ο ορίζοντας γεγονότων της θα εξαφανιστεί, αφήνοντας μια γυμνή ιδιομορφία.

Και η επιφάνειά του δεν έλκει πλέον τίποτα.

Το 1973, οι Hawking, John Bardeen και Brandon Carter πρότειναν ότι οι ακραίες μαύρες τρύπες είναι αδύνατο να σχηματιστούν.

Αυτός ο νόμος ορίζει ότι η επιφανειακή βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας δεν μπορεί να πέσει στο μηδέν σε περιορισμένο χρονικό διάστημα. εξαφανίζομαι.

Οι ακαδημαϊκοί κύκλοι γενικά πιστεύουν ότι μια μαύρη τρύπα χωρίς ορίζοντα γεγονότων (δηλαδή, μια γυμνή ιδιομορφία) δεν μπορεί να υπάρξει.

Επιπλέον, δεδομένου ότι η θερμοκρασία μιας μαύρης τρύπας είναι ευθέως ανάλογη με την επιφανειακή βαρύτητα, εάν δεν υπάρχει επιφανειακή βαρύτητα, η μαύρη τρύπα δεν θα έχει θερμοκρασία, επομένως η μαύρη τρύπα δεν θα μπορεί να εκπέμπει θερμική ακτινοβολία. Όμως ο Χόκινγκ πρότεινε ότι η εκπομπή ακτινοβολίας είναι απαραίτητο χαρακτηριστικό των μαύρων τρυπών.

Το 1986, ο φυσικός Werner Israel προσπάθησε να προσομοιώσει την κατασκευή μιας ακραίας μαύρης τρύπας χρησιμοποιώντας μια συνηθισμένη μαύρη τρύπα και προσπάθησε να την κάνει να περιστρέφεται πιο γρήγορα και να φέρει περισσότερο φορτίο, αλλά το τελικό συμπέρασμα έδειξε ότι αυτό το Doing This δεν μπορεί να μειώσει την επιφανειακή βαρύτητα του μαύρη τρύπα στο 0 σε περιορισμένο χρονικό διάστημα.

Βρείτε άθελά σας τρόπο να το αποδείξετε

Ο Keller και ο Unger δεν μελετούν οι ίδιοι τις ακραίες μαύρες τρύπες.

Σκέφτονταιφορτισμένη μαύρη τρύπαΌταν σχηματίστηκε, ανακαλύφθηκε απροσδόκητα ότι μπορεί να κατασκευαστεί μια μαύρη τρύπα με εξαιρετικά υψηλό ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο είναι ένα σημαντικό σημάδι για ακραίες μαύρες τρύπες.

ξεκινούν από αΧωρίς περιστροφή, χωρίς χρέωσηΞεκινώντας με μια μαύρη τρύπα, προσομοιώστε τι θα συνέβαινε αν τοποθετούνταν σε ένα βαθμωτό πεδίο.

Χρησιμοποίησαν παλμούς μαγνητικών πεδίων για να χτυπήσουν τη μαύρη τρύπα, προσθέτοντας ένα ηλεκτρικό φορτίο σε αυτήν. Αυτοί οι παλμοί παρέχουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια στη μαύρη τρύπα και επίσης αυξάνουν τη μάζα της.

Εκπέμποντας διάχυτους παλμούς χαμηλής συχνότητας, η μάζα της μαύρης τρύπας (M) μπορεί να αυξηθεί ταχύτερα από το φορτίο της (q).

Σύμφωνα με την ταξινόμηση, όταν |q|=M, αντιπροσωπεύει το σχηματισμό μιας ακραίας μαύρης τρύπας, όταν |q|M, αντιπροσωπεύει μια μη ακραία μαύρη τρύπα.

Εάν ο ρυθμός αύξησης της μάζας υπερβαίνει τον ρυθμό αύξησης του φορτίου, σημαίνει ότι η μαύρη τρύπα μπορεί να μεταβεί από μια υποακραία κατάσταση σε μια ακραία κατάσταση.

Η εργασία όχι μόνο προτείνει μια νέα χαρακτηριστική μέθοδο προσκόλλησης, αλλά δείχνει επίσης πώς να κατασκευαστεί η εσωτερική δομή μιας μαύρης τρύπας και αναλύει τη διαδικασία σχηματισμού και εξέλιξης της μαύρης τρύπας, συμπεριλαμβανομένης της βαρυτικής κατάρρευσης ξεκινώντας από τα κανονικά αρχικά δεδομένα και τη γεωμετρική δομή του εξωτερικού της μαύρης τρύπας.

Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι αν και έχουν χρησιμοποιηθεί μαθηματικές μέθοδοι για να αποδειχθεί η ύπαρξη της θεωρίας των ακραίων μαύρων τρυπών, αυτό δεν σημαίνει ότι πρέπει να υπάρχουν ακραίες μαύρες τρύπες.

Το θεωρητικό παράδειγμα έχει τη μέγιστη ποσότητα φορτίου, αλλά οι άνθρωποι δεν έχουν ακόμη παρατηρήσει μια μαύρη τρύπα με εμφανές φορτίο. Η εύρεση μιας μαύρης τρύπας που περιστρέφεται γρήγορα είναι πιο πιθανό, επομένως ο Keller και ο Unger θέλουν επίσης να κατασκευάσουν ένα μοντέλο που επιτρέπει στις μαύρες τρύπες να φτάσουν το όριο της ταχύτητας περιστροφής.

Αλλά η κατασκευή ενός τέτοιου μοντέλου είναι μαθηματικά πιο δύσκολη. Τώρα μόλις αρχίζουν να το δουλεύουν.

Ο Keller και ο Unger προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν μαθηματικές μεθόδους για να εξερευνήσουν τα μυστικά των μαύρων τρυπών.

Το 2023, ο Κέλερ, η δασκάλα του Έλενα και άλλοι απέδειξαν επίσης μέσω μιας μελέτης 1.000 σελίδων ότι από μαθηματική έννοια, οι μαύρες τρύπες που περιστρέφονται αργά είναι σταθερές. Αυτό είναι σημαντικό για την επικύρωση της γενικής σχετικότητας γιατί εάν είναι ασταθής με μαθηματική έννοια, θα μπορούσε να σημαίνει ότι υπάρχει πρόβλημα με την υποκείμενη θεωρία.

△Αριστερά ο Κέλερ, δεξιά ο Ούνγκερ

Η τελευταία έρευνα που δημοσιεύτηκε φέτος όχι μόνο ανατρέπει την εικασία που προτείνει ο Χόκινγκ, αλλά παρέχει επίσης νέες ιδέες για έρευνα σε πεδία αιχμής όπως η γενική σχετικότητα, η κβαντική μηχανική και η θεωρία χορδών.