druid169

2016-06-08 06:47:49     稿源：网易科技 .




据英国每日邮报报道，如果你觉得自己被困在黑洞里，别担心，你或许可以逃出这毁灭性深渊的魔爪。去年，世界著名的物理学家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）表示，黑洞可能并不是人们所以为的“永恒的监狱”，数据或可能可以从中逃出。现在在一篇同行评审的文章里，霍金进一步扩展了这一理论，并 证实了这个问题的答案在于位于黑洞视界上的名为“柔软毛发”（“soft hair”）的零能量粒子。



There IS a way to escape black holes: Stephen Hawking claims 'soft halo of electric hair' could let us retrieve information from the abyss


这篇文章挑战了一个传统假设，也即任何落入黑洞的物体都将永远丢失，这一最新理论将帮助我们更好的理解黑洞，后者是宇宙里最神秘的天体之一。尤其值得一提的是，霍金还发现了一种“可以取回落入黑洞的信息”的机制。

今年一月，当霍金告诉全世界他发现了黑洞“信息悖论”的一个可能解决办法时，他又上了各大新闻头版头条。他提出了一种潜在的解释黑洞是如何同时抹去和保留信息的。这篇文章被发表在预印本网站arXiv上，从而方便整个物理届的科学家们检查他的工作。这一假设现在已经被同行评审并发表在期刊《天体物理学快报》上。

“黑洞并不是人们以为的永恒监狱，”据纽约时报表示，霍金在美国哈佛大学的一堂课上这样说道。“如果你觉得自己困于黑洞，别放弃，总会有路逃出来的。”

在20世纪70年代，霍金提出黑洞可以辐射粒子，而这个过程中所丢失的能量会导致黑洞缩小最终消失。去年，他修改了这一理论，表示黑洞事实上是“灰色的”，灰洞理论认为物质和能量会被围困一段时间，但最终会被释放至太空。然而，在此之前人们并不太理解这种释放信息的机制。最新的文章拓展了这一理论——它提供了对这一理论的解释：

这一理论表明位于黑洞视界，也即黑洞边界的粒子主要是由光子和引力子组成，两者分别是光和引力能量的亚原子粒子。

这些低能量，甚至零能量的量子粒子堆积在黑洞边缘，它能够捕获和储存从落入黑洞的粒子里获得的信息。这意味着虽然落入黑洞的粒子可能消失，但它们的信息将继续存在视界边缘的这些量子粒子上。

霍金将信息的回归比作燃烧掉的百科全书，虽然严格来说信息并没有完全丢失，但要解读它却异常困难。研究人员表示，虽然还有很多工作需要进行，但这是朝解决“信息悖论”迈出的重要一步，信息悖论吸引了霍金教授和其它科学家们几十年。

在今年年初美国科普杂志科学美国人的采访中，研究合作作者之一、美国哈佛大学理论物理学家安德鲁·斯特罗明格（Andrew Strominger）教授说道：“我们展示了当一颗粒子落入黑洞，它给黑洞增加一个柔软的光子，所以它给黑洞添加了一根毛发。更一般的情况是，如果一颗粒子落入黑洞——因为所有的粒子都携带质量也受到引力——它也会添加一个柔软的引力子，所以就相当有某种记录设备。这种柔软的光子和引力子记录了落入黑洞的物质的信息——这种机制所记录的信息远比我们之前预想的多得多。非常重要的一点在于，这篇文章并没有解决黑洞信息问题，”美国加州大学圣芭芭拉分校的物理学家加里·霍洛维茨（Gary Horowitz）在一篇评论文章中这样写道。

“首先，必须针对引力重新进行分析，而非仅仅针对电磁场。作者目前正在努力完成这一任务，他们的最初计算表明，对纯粹引力场的分析的结果可能与电磁场的非常相似。” 霍洛维茨补充说道。“更重要的是，它们引入的这种柔软毛发可能不足以捕捉有关落入黑洞的物质的所有信息。”至于黑洞吞噬的所有信息是否都可以转移到柔软毛发上，还是它只是所有丢失物质的能量信号，目前还不清楚。但他承认：“沿着这项研究的道路，进一步的调查将揭示这种毛发的类型，甚至可能最终帮助解决黑洞信息问题。”




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引力子
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引力子，又称重力子，在物理学中是一个传递引力的假想粒子（目前仍未知是否真正存在）。两个物体之间的引力可以归结为构成这两个物体的粒子之间的引力子交换。为了传递引力，引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。在量子力学中，引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子。

中文名 引力子 外文名 Graviton 别    称 重力子 学    科 物理学


目录

1 理论分析
2 主要性质
3 发现历史
4 相关考证




理论分析
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提出引力子的存在纯因为量子理论在各方面都非常成功，譬如电磁学可用光子的量化来解释（量子电动力学），而宇宙其他方面的基本作用力（弱核力和强核力）亦可用量子理论得到完美的描述；人们自然希望量子理论亦能解释重力，故假想有一种未发现的引力子存在，其性质与光子类似，而最终可发展出量子引力理论。可是这种理论的数学运算十分复杂且无法自洽。




主要性质
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为了传递引力，引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。在量子力学中，引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子。在M-理论中，引力子被定义为自由的闭弦，可以被传播到宇宙膜外的高维空间以及其它宇宙膜。




发现历史
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早在300多年前，物理学家牛顿就发现了万有引力定律。根据它，科学家们成功地解释了行星的运动、月球的运动、潮汐形成的原因等科学难题，并且在1846年发现了海王星。直到今天，计算人造卫星、宇宙飞船等航天器的轨道，仍然离不开万有引力定律。但是，随着人类认识范围的扩大和深入，人们发现万有引力定律也有不完善的地方，它本身还存在一些费解的问题。比如说，按照万有引力定律，两个物体不管相距多远，都会产生万有引力。这个万有引力从一个地方传到另一个地方，速度居然比光速还要快，这种力是靠什么传递的呢？


引力子
1913年，物理学家爱因斯坦针对这个问题提出了万有引力场论。他认为任何物体周围都存在引力场，而引力场存在于弯曲的时空里，引力场是通过引力波传播，而引力波是通过引力子使物体相互吸引的。



但这只是爱因斯坦的预言，引力子真的存在吗？这个问题成了物理学家们争论的焦点。看起来，只有找到引力子，才能证实爱因斯坦的新引力论。

为了寻找引力子，科学家们做出了不懈的努力。有一些科学家在宇宙中寻找能产生引力子的源泉，并取得了进展。从1974年到1978年底，他们在波多黎各用天文望远镜，对15000光年远的射电脉冲双星进行了观测，间接地证实了引力子的存在。
黑洞
这个发现鼓舞了人们，科学家研制了高灵敏度的激光干涉仪，只要引力子一出现，它们就能被认出来。 如果找到了引力子，物理学和天文学将会发生天翻地覆的变化，在应用技术上也将开辟一个新局面。比如把引力子应用到通讯上，将会出现引力电视、引力电话、引力望远镜，并且还能利用引力子跟外星人联系。然而，引力子究竟在哪里还是个谜。



相关考证
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引力子的存在性　

目前，引力子是否存在，仍是物理界的一个神圣话题。有许多学者试图用仪器来探测它存在的真实性，最终都没有得到理想的结果，对于它的存在仍然是一个谜。

从量子引力的观点出发，引力子是必定存在的。引力在量子化时，引力能量可以是一份一份的，引力能量必须由引力子作为载体将能量传递到无限远处。这是存在引力子的一种理由。

引力子同其它媒介子一样，是传递能量的粒子。例如光子，光子是一种传递电磁波能量的媒介子，引力子与光子的行为极其类似，它以传递引力波能量而存在。在宇宙中，引力波实质上是引力的扰动。天体的旋转，坍缩，相撞等方式都会产生引力波，引力波在宇宙中是普遍存在的，因此必定存在引力子，这是引力子存在的另一个理由。

宇宙中必定存在引力子，否则宇宙将不会是人们看到的这个样子。

[ 本帖最后由 druid169 于 2016-6-8 09:44 编辑 ]

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