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wzatv:一颗神奇的脑袋与“黑洞不黑”(2)

时间:2017-07-13 19:45来源:本港台现场报码 作者:118KJ 点击:
彼时的霍金教授已是名人,被一个硕士生推翻了论文或许内心不爽。不过,本着严谨的科学态度,1974年,霍金将量子力学应用于黑洞的视界面附近时,他

彼时的霍金教授已是名人,被一个硕士生推翻了论文或许内心不爽。不过,本着严谨的科学态度,1974年,霍金将量子力学应用于黑洞的视界面附近时,他发觉黑洞也能产生辐射!这个结果让霍金惊掉了下巴,这和人们之前对于黑洞的认识完全不同。在经过多次验证、确认结果正确无误之后,他向世人宣布了这个大消息:黑洞具有温度!这便是“霍金辐射”,黑洞并不像我们原来想象得那么黑。在“霍金辐射”诞生几周后,32岁的霍金当选英国皇家学会会员,成为了其中最年轻的几位会员之一。

尽管“霍金辐射”极其微弱,几乎可以忽略,但相较于原来的绝对零度,这是一个质的差别。自此,霍金将引力、量子力学和热力学联系在了一起,这是理论物理学的一次伟大突破。不过,在这令人喜悦的发现背后,还隐藏着一个更深奥难测、更令人费解的科学问题:黑洞信息悖论。

黑洞辐射意味着黑洞会不断损失质量,直至蒸发殆尽。如果是这样,那么落入黑洞的物体的最终命运又是什么?广义相对论认为,进入黑洞的信息永远不会再出来,会随着黑洞的蒸发而消失。那么信息去哪了?从量子理论来看,信息是永远不会真正消失的。自从霍金辐射被提出之日起,这个问题就一直困扰着物理学家们。

数十年来,霍金和其他物理学家始终在努力尝试攻克这道谜题。2015年,他与同事共同提出了一个新理论——黑洞的“软毛定理”!“软毛定理”是什么?它是否为我们揭示了黑洞的终极面纱?这就要靠你自己去书中寻找答案了。别担心,这个星球上最了解黑洞的人将为你引路。

要研究黑洞,需要同时具备两项必杀技:一是极其复杂高深的数学工具,二是非常聪明智慧的大脑。霍金不仅仅在理论层面发现了霍金辐射,还与彭罗斯一起证明了彭罗斯-霍金奇点定理(两人凭此获得1988年沃尔夫),还证明了黑洞的面积定理(黑洞的熵与黑洞面积成正比)……说他是我们这个星球上最了解黑洞的人,一点儿也不过分。

我做黑洞研究十多年,主要工作是从天文观测角度寻找黑洞,并确认它们的存在。过去几年里我投身科普,在公开的讲座报告中没少跟听众们讲起黑洞和著名的霍金辐射。读完《黑洞不是黑的》这本小书之后,我依然感到受益匪浅。对我来说,“里斯演讲”如同一堂关于宇宙探索和理论物理发展的历史课,主角正是神秘的黑洞,以及我们这个时代伟大的物理学家们。霍金的口才比我好太多,他把这段历史讲得清晰易懂,许多天文梗和比喻句妙趣横生。

不管宇航员是不是会在2020年重登月球,你都该趁着仍在母星的时间,好好读读这本有趣料多、可以放在口袋里的小书。许多年后,说不定你还能为留守地球或坐在飞船里的同胞们,讲上一段从书中学来的黑洞探索史。

wzatv:一颗神奇的脑袋与“黑洞不黑”

史蒂芬·霍金著,吴忠超译,大卫·舒克曼导读;湖南科学技术出版社出版。

(责任编辑:本港台直播)
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