神奇黑洞也有压强

发布时间：2023-02-04 10:04 所属栏目：16 来源：互联网

导读：黑洞是宇宙中最神秘的天体。然而，当物理学家首次提出这个概念时，黑洞被认为是相当简单的：它的中心是一个密度无限大的奇点;围绕奇点，有一个圆形的界限，叫事件视界。光一旦越过事件视界，便无法逃脱。但事件视界只是空间中一条假想的边界，你要是就近看

　　黑洞是宇宙中最神秘的天体。

　　然而，当物理学家首次提出这个概念时，黑洞被认为是相当简单的：它的中心是一个密度无限大的奇点;围绕奇点，有一个圆形的界限，叫“事件视界”。光一旦越过事件视界，便无法逃脱。但事件视界只是空间中一条假想的边界，你要是就近看，其实根本什么都没有——那里的空间也跟别处没什么不同。温度是物质运动的度量，既然那里的空间没有物质，那么，黑洞就没有温度，即温度接近0K。同样，没有物质，也形不成压强，就像一个巴掌拍不响一样。

　　然而到了1970年代，当霍金把量子力学应用到黑洞上时，黑洞的图景就开始变得复杂起来。

　　我们知道，按照量子力学的观点，哪怕在空无一物的真空，每时每刻都会自发产生无数的粒子-反粒子对(虚粒子)。这些粒子对瞬间产生，旋即湮灭。这叫量子涨落。

　　前面说过，由于黑洞周围的物质已被黑洞强大的吸引力扫荡一空，不可能再有别的有质量的物质。没有物质，黑洞单纯的引力不可能产生压强。

　　最近，物理学家又发现，黑洞似乎也有压强。这又是一件让黑洞变得复杂起来的事情。这又是怎么回事呢?

　　我们知道，如何结合量子力学和广义相对论，是现代物理学中最大的课题之一。量子力学统治微观世界，广义相对论适用于宏观世界，本来两者井水不犯河水。然而，在黑洞附近，两者却走到了一起，同时发挥着影响。自霍金以来，很多物理学家都在发展一套量子引力理论，并将其应用于黑洞的事件视界，看看会有什么新鲜事发生。

　　最新的尝试来自英国苏塞克斯大学的泽维尔·卡尔梅特。他使用一个叫做量子场理论的框架来探索当量子力学和广义相对论在黑洞附近相遇时会发生什么。

　　他在计算黑洞附近的量子涨落时，注意到方程的解中出现了一个奇怪的项。起初，他完全被难住了——不知道它是什么意思或如何解释它。但后来他意识到，这一项代表了一种压强。换句话说，事件视界附近的量子涨落会给黑洞带来压强!这让他惊讶不已。

　　这个压强几乎是小得荒唐，大约只是地球上标准大气压的10-54。压强可正可负。正压可以让黑洞稍微膨胀，负压则让它稍微收缩，分别对应于黑洞质量的增加或减少。

（编辑：ASP站长网）

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