новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Гипотеза, выдвинутая Хокингом 50 лет назад, опровергнута!

Последнее доказательство математиков состоит в том, чтоЭкстремальные черные дыры могут существовать。

Это противоречит третьему закону термодинамики черной дыры, предложенному Хокингом и другими в 1973 году.

экстремальная черная дыраЭто совершенно особая ситуация, которая означает, что гравитация на поверхности черной дыры или горизонте событий равна нулю. Ее поверхность ничего не притягивает, но если частицы будут прижаты к центру черной дыры, они все равно не смогут покинуть ее.

А поскольку температура черной дыры пропорциональна поверхностной гравитации, отсутствие поверхностной гравитации означаетУ черных дыр нет температуры, не способный излучать тепловое излучение.

Это, в свою очередь, противоречит теории излучения Хокинга, которая предполагает, что черные дыры не являются полностью «темными», но могут медленно излучать энергию определенным образом, постепенно теряя массу и, возможно, исчезая.

Но Кристоф Келе из Массачусетского технологического института и Райан Унгер из Стэнфордского университета математически доказали, что это может быть так.

И они также доказывают,Существование экстремальных черных дыр не приводит к существованию голых сингулярностей.。

Нобелевский лауреат Пенроуз ранее предположил, что природа не допускает существования голой сингулярности. Если она существует, она разрушит причинность Вселенной. Пространственная область вблизи сингулярности может допускать поведение, нарушающее причинность, в результате чего время и пространство становятся локально несовместимыми. -существующий.

Математик Колумбийского университета Елена Джорджи прокомментировала:

Это отличный пример того, как математика возвращается в физику.

Что такое экстремальная черная дыра?

Подавляющее большинство черных дыр в природе вращаются.

Когда заряженная материя падает в черную дыру, скорость вращения черной дыры увеличивается из-за сохранения углового момента, а сама черная дыра также становится заряженной.

Теоретически, по мере того, как черная дыра будет поглощать все больше и больше материи, ее заряд и скорость вращения станут бесконечными, и появятся экстремальные черные дыры.

Для экстремальной черной дыры, пока добавляется какой-либо дополнительный заряд, ее горизонт событий исчезает, оставляя голую сингулярность.

И его поверхность уже ничего не притягивает.

В 1973 году Хокинг, Джон Бардин и Брэндон Картер предположили, что образование экстремальных черных дыр невозможно.

Этот закон гласит, что поверхностная гравитация черной дыры не может упасть до нуля за ограниченное время. Трое ученых полагают, что любой процесс, который позволяет заряду или вращению черной дыры достичь предела, может привести к полному разрушению горизонта событий черной дыры. пропадать.

В академических кругах обычно считают, что черная дыра без горизонта событий (т. е. голой сингулярности) не может существовать.

Кроме того, поскольку температура черной дыры прямо пропорциональна поверхностной гравитации, при отсутствии поверхностной гравитации у черной дыры не будет температуры, поэтому черная дыра не сможет излучать тепловое излучение. Но Хокинг предположил, что излучение является необходимым атрибутом черных дыр.

В 1986 году физик Вернер Израэль попытался смоделировать создание экстремальной черной дыры, используя обычную черную дыру, и попытался заставить ее вращаться быстрее и нести больше заряда, но окончательный вывод показал, что это не может уменьшить поверхностную гравитацию. черная дыра до 0 за ограниченное время.

Непреднамеренно найти способ доказать это

Келлер и Унгер сами не изучают экстремальные черные дыры.

Они думаютзаряженная черная дыраПри ее образовании неожиданно было обнаружено, что может быть построена черная дыра с чрезвычайно высоким электрическим зарядом, что является важным признаком экстремальных черных дыр.

они начинаются сНет ротации, нет оплатыНачав с черной дыры, смоделируйте, что произойдет, если ее поместить в скалярное поле.

Они использовали импульсы магнитных полей, чтобы поразить черную дыру, добавив ей электрический заряд. Эти импульсы снабжают черную дыру электромагнитной энергией, а также увеличивают ее массу.

Излучая диффузные низкочастотные импульсы, масса черной дыры (M) может увеличиваться быстрее, чем ее заряд (q).

Согласно классификации, когда |q|=M, это представляет собой образование экстремальной черной дыры; когда |q|M, это представляет собой неэкстремальную черную дыру.

Если скорость роста массы превышает скорость роста заряда, это означает, что черная дыра может перейти из субэкстремального состояния в экстремальное.

В статье не только предлагается новый метод характеристического сцепления, но и показано, как построить внутреннюю структуру черной дыры, а также анализируется процесс образования и эволюции черной дыры, включая гравитационный коллапс, исходя из регулярных исходных данных и геометрической структуры внешней части. черной дыры.

Однако следует отметить, что хотя для доказательства существования теории экстремальных черных дыр использовались математические методы, это не означает, что экстремальные черные дыры должны существовать.

Теоретический пример имеет максимальное количество заряда, но люди еще не наблюдали черную дыру с очевидным зарядом. Обнаружение быстро вращающейся черной дыры более вероятно, поэтому Келлер и Унгер также хотят построить модель, которая позволит черным дырам достичь предела скорости вращения.

Но построить такую ​​модель математически сложнее. Сейчас они только начинают над этим работать.

Келлер и Унгер пытались использовать математические методы для исследования тайн черных дыр.

В 2023 году Келлер, его учитель Елена и другие также доказали посредством 1000-страничного исследования, что в математическом смысле медленно вращающиеся черные дыры стабильны. Это важно для подтверждения общей теории относительности, потому что, если она нестабильна в математическом смысле, это может означать, что существует проблема с основной теорией.

△Слева Келлер, справа Унгер.

Последнее исследование, опубликованное в этом году, не только опровергает гипотезу, предложенную Хокингом, но и дает новую информацию для исследований в таких передовых областях, как общая теория относительности, квантовая механика и теория струн.