berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Dugaan yang diajukan Hawking 50 tahun lalu telah dibatalkan!

Bukti terbaru para matematikawan adalah demikianLubang hitam ekstrim mungkin saja ada。

Hal ini bertentangan dengan hukum ketiga termodinamika lubang hitam yang dikemukakan oleh Hawking dan lainnya pada tahun 1973.

lubang hitam ekstrimIni adalah situasi yang sangat istimewa, artinya gravitasi pada permukaan lubang hitam atau cakrawala peristiwa adalah nol. Permukaannya tidak menarik apa pun, namun jika partikel didorong ke pusat lubang hitam, partikel tersebut tetap tidak dapat lepas.

Dan karena suhu lubang hitam sebanding dengan gravitasi permukaan, berarti tidak adanya gravitasi permukaanLubang hitam tidak memiliki suhu, tidak mampu memancarkan radiasi termal.

Hal ini bertentangan dengan teori radiasi Hawking, yang menyatakan bahwa lubang hitam tidak sepenuhnya "gelap" tetapi perlahan-lahan dapat memancarkan energi ke luar dengan cara tertentu, secara bertahap kehilangan massa dan kemungkinan menghilang.

Namun Christoph Kehle dari MIT dan Ryan Unger dari Universitas Stanford telah menunjukkan secara matematis bahwa hal ini mungkin terjadi.

Dan mereka juga membuktikan,Keberadaan lubang hitam ekstrem tidak mengarah pada keberadaan singularitas telanjang。

Pemenang Hadiah Nobel Penrose sebelumnya mengemukakan bahwa alam tidak mengizinkan adanya singularitas telanjang. Jika memang ada, maka akan menghancurkan kausalitas alam semesta secara lokal tidak ada.

Ahli matematika Universitas Columbia Elena Giorgi berkomentar:

Ini adalah contoh bagus dari matematika yang memberi masukan ke dalam fisika.

Apa itu lubang hitam ekstrim?

Sebagian besar lubang hitam di alam berputar.

Ketika materi bermuatan jatuh ke dalam lubang hitam, kecepatan putaran lubang hitam akan meningkat karena kekekalan momentum sudut, dan lubang hitam itu sendiri juga akan bermuatan.

Secara teoritis, ketika lubang hitam menyerap lebih banyak materi, muatan dan kecepatan rotasinya akan menjadi tak terbatas, dan lubang hitam ekstrem akan muncul.

Untuk lubang hitam ekstrem, selama ada muatan tambahan yang ditambahkan, cakrawala peristiwanya akan hilang, meninggalkan singularitas yang telanjang.

Dan permukaannya tidak lagi menarik apapun.

Pada tahun 1973, Hawking, John Bardeen, dan Brandon Carter mengemukakan bahwa lubang hitam ekstrem tidak mungkin terbentuk.

Hukum ini menyatakan bahwa gravitasi permukaan lubang hitam tidak dapat turun hingga nol dalam waktu yang terbatas. Ketiga ilmuwan tersebut percaya bahwa proses apa pun yang memungkinkan muatan atau putaran lubang hitam mencapai batasnya dapat menyebabkan cakrawala peristiwa lubang hitam sepenuhnya. menghilang.

Kalangan akademisi umumnya percaya bahwa lubang hitam tanpa cakrawala peristiwa (yaitu singularitas telanjang) tidak akan ada.

Selain itu, karena suhu lubang hitam berbanding lurus dengan gravitasi permukaan, maka jika tidak ada gravitasi permukaan maka lubang hitam tidak akan memiliki suhu, sehingga lubang hitam tidak akan mampu memancarkan radiasi termal. Namun Hawking mengusulkan bahwa emisi radiasi adalah atribut penting dari lubang hitam.

Pada tahun 1986, fisikawan Werner Israel mencoba mensimulasikan konstruksi lubang hitam ekstrem menggunakan lubang hitam biasa, dan mencoba membuatnya berputar lebih cepat dan membawa lebih banyak muatan, tetapi kesimpulan akhir menunjukkan bahwa hal ini tidak dapat mengurangi gravitasi permukaan lubang hitam tersebut. lubang hitam ke 0 dalam waktu terbatas.

Secara tidak sengaja menemukan cara untuk membuktikannya

Keller dan Unger sendiri tidak mempelajari lubang hitam ekstrem.

Mereka sedang berpikirlubang hitam bermuatanKetika terbentuk, secara tak terduga ditemukan bahwa sebuah lubang hitam dengan muatan listrik yang sangat tinggi dapat terbentuk, yang merupakan tanda penting dari lubang hitam ekstrim.

mereka mulai dari aTanpa rotasi, tanpa biayaDimulai dengan lubang hitam, simulasikan apa yang akan terjadi jika lubang tersebut ditempatkan ke dalam medan skalar.

Mereka menggunakan gelombang medan magnet untuk menghantam lubang hitam, menambahkan muatan listrik ke dalamnya. Pulsa ini memberikan energi elektromagnetik ke lubang hitam dan juga meningkatkan massanya.

Dengan memancarkan pulsa frekuensi rendah yang menyebar, massa lubang hitam (M) dapat meningkat lebih cepat daripada muatannya (q).

Berdasarkan klasifikasinya, jika |q|=M berarti pembentukan lubang hitam ekstrem; jika |q|M berarti lubang hitam non-ekstrim.

Jika laju pertumbuhan massa melebihi laju pertumbuhan muatan, berarti lubang hitam dapat bertransisi dari kondisi sub-ekstrim ke kondisi ekstrem.

Makalah ini tidak hanya mengusulkan metode adhesi karakteristik baru, tetapi juga menunjukkan bagaimana membangun struktur internal lubang hitam dan menganalisis proses pembentukan dan evolusi lubang hitam, termasuk keruntuhan gravitasi mulai dari data awal reguler dan struktur geometris bagian luar. dari lubang hitam.

Namun perlu dicatat bahwa meskipun metode matematika telah digunakan untuk membuktikan keberadaan teori lubang hitam ekstrem, bukan berarti lubang hitam ekstrem harus ada.

Contoh teoretisnya memiliki jumlah muatan maksimum, namun manusia belum mengamati lubang hitam dengan muatan yang jelas. Kemungkinan besar akan ditemukan lubang hitam yang berputar cepat, sehingga Keller dan Unger juga ingin membuat model yang memungkinkan lubang hitam mencapai batas kecepatan putarannya.

Namun membangun model seperti itu lebih menantang secara matematis. Mereka baru mulai mengerjakannya sekarang.

Keller dan Unger telah mencoba menggunakan metode matematika untuk mengeksplorasi rahasia lubang hitam.

Pada tahun 2023, Keller, gurunya Elena, dan lainnya juga membuktikan melalui penelitian setebal 1.000 halaman bahwa secara matematis, lubang hitam yang berputar perlahan itu stabil. Hal ini penting untuk memvalidasi relativitas umum karena jika relativitas umum tidak stabil secara matematis, hal ini dapat berarti ada masalah dengan teori yang mendasarinya.

△Di sebelah kiri adalah Keller, di sebelah kanan adalah Unger

Penelitian terbaru yang diterbitkan tahun ini tidak hanya menumbangkan dugaan Hawking, tetapi juga memberikan wawasan baru untuk penelitian di bidang mutakhir seperti relativitas umum, mekanika kuantum, dan teori string.