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标题: 美国科学家最新计算表明黑洞并不吞噬信息粒子引力光子交 [打印本页]

作者: 顾汉现 时间: 2015-4-8 14:47
标题: 美国科学家最新计算表明黑洞并不吞噬信息粒子引力光子交
作者：刘霞来源：科技日报

发布时间：2015/4/7 10:41:53

美国科学家最新计算表明黑洞并不吞噬信息

科技日报北京15-4月6日电（记者刘霞）数十年来，物理学家们一直认为，黑洞是终极墓穴，是吞噬信息的实体，随着黑洞的萎缩以及最终消失，黑洞内的信息也会消失殆尽。但美国科学家最近通过计算证明，黑洞内的信息并不会消失，黑洞外的观察者能够恢复黑洞曾有的信息。这表明，困扰了物理学家们四十多年的黑洞“信息丢失悖论”或许已经被解决。

1976年，英国物理学家斯蒂芬·霍金称通过计算得出结论，黑洞一旦形成，就开始向外辐射能量，但这种辐射并不包含黑洞内部物质的“信息”。最终黑洞将因为质量丧失殆尽而消失，而黑洞内部的信息也随着灰飞烟灭。这便是所谓的“黑洞悖论”。

霍金的上述理论与量子物理学理论背道而驰。量子物理学认为，类似黑洞这样质量巨大物体的信息是不可能完全丧失的。霍金对此解释说，黑洞巨大的万有引力场在某种程度上破坏了量子物理学的理论。

尽管霍金后来表示，他的“黑洞悖论”是错误的，信息可能会从黑洞逃逸，但黑洞内曾经包含的信息是否能以及如何能恢复一直是物理学家们争论的焦点。据物理学家组织网近日报道，现在布法罗大学物理学副教授德扬·斯托科维克的最新论文厘清了这个问题。

在最新研究中，斯托科维克不仅考虑了黑洞辐射出的粒子，而且也对这些粒子之间的相互作用进行了深入研究。结果表明，信息可以在黑洞中被保存下来，黑洞外的观察者能恢复黑洞内曾经包含的信息，例如形成黑洞的物体的属性，以及黑洞所吸收的物质和能量的属性等。

斯托科维克表示，这是一个重要发现，因为即使相信信息并不会在黑洞中消失的物理学家们，也一直试图从数学上证明这一点是如何发生的，最新研究正好揭示了这一点。

粒子间相互作用的范围很广，从因为引力造成的相互吸引到像光子一样的中介交换等。其实，科学家们一直知道存在着这样的“相互联系”，但过去，很多科学家们认为其不屑一顾。

斯托科维克解释说：“在相关的计算中，这些相互作用常常被忽略，因为它们被认为很小，不会造成根本性的区别。但我们的计算表明，尽管这种相互作用刚开始很小，但会随着时间的延续而不断变大，最后足以改变整个结果。”

作者: 现代化研 时间: 2015-4-8 18:31
纽约州立大学布法罗分校（百度百科）：

布法罗大学一般指纽约州立大学布法罗分校

布法罗大学（University at Buffalo, the State University of New York，简称UB），也被称为纽约州立水牛城大学，成立于1846 年，1962年并入纽约州立大学系统，是纽约州立大学系统中规模最大、综合性最强的公立旗舰大学。学校于1989年受邀加入全美权威的美国大学协会（AAU），成为公认的北美62所世界一流大学群体中的一员。百度创始人兼首席执行官李彦宏，前中国教育部部长、现中国工程院院长周济都毕业于该校。
布法罗大学University at Buffalo位于纽约州第二大城市布法罗市北部，由南校区、北校区以及市内校区三个校区组成，共5.45平方公里。
学校以研究生教育见长，现有13个学院，共开设400多个学士、硕士和博士专业，是美国整个东北部最顶尖的研究型大学之一，也是全美最大、开设课程最多的大学之一。其知名学院包括：药物科学学院，管理商学院，工程学院，医疗生化学院，罗斯威尔·帕克癌症研究所等。
学校校友及教职人员成就杰出，包括一任美国总统，多位太空人、公司总裁以及普利策奖奖、美国国家科学奖、奥斯卡奖获得者，并且涌现出四位诺贝尔奖得主，包括1963年医学奖得主约翰·卡鲁·埃克尔斯爵士，1985年化学奖得主亚伦·豪普特曼，1991年经济学奖得主罗纳德·哈里·科斯和2003年文学奖得主约翰·马克斯韦尔·库切。
根据USNews美国国家级大学最新评级标准，布法罗大学属[1] 国家一级大学。2013—2014年，泰晤士高等教育布法罗大学世界排名为176名，确认了其保持世界一流大学的学术地位。
中文名纽约州立大学布法罗分校，布法罗大学
英文名University at Buffalo, the State University of New York
简称UB
校训Mens sana in corpore sano 健全的精神寓于健康的身体
创办时间1846年
所属地区美国，纽约州，布法罗市
类别公立大学
学校类型研究型大学
学校属性国家一级大学
主要院系药学院，管理学院，医学院，工程学院，法学院等
主要奖项诺贝尔奖，普利策奖，美国国家科学奖等
现任校长Satish K. Tripathi
知名校友李彦宏，周济，布莱姆·科亨，哈维·韦恩斯坦
教师人数1932
学生人数19,665名本科生，12,055名研究生
校园环境郊区
学校网址http://www.buffalo.edu
所属联盟美国大学协会（AAU）

http://baike.baidu.com/link?url= ... C0l1uS4LaoBeHxY_oZm

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黑洞（Black hole）是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种密度无限大，体积无限小的天体，所有的物理定理遇到黑洞都会失效。
1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild,1873～1916年）通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱.这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒（John Archibald Wheeler）命名为“黑洞”.
“黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体”。[1-3]
黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大，而体积却十分微小，它产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界（临界点）内，便再无法逃脱，甚至目前已知的传播速度最快的光（电磁波）也逃逸不出。
黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出紫外线和X射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。
科学家最新研究理论显示，当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”，它不像黑洞吞噬邻近所有物质，而是喷射之前黑洞捕获的所有物质。
如果要让地球成为一个黑洞，那么需要把地球压缩成一颗豌豆那么大。[4]
中文名黑洞
外文名Black hole
别称无底洞空间断裂带
分类宇宙天体
发现者卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)
发现时间1916年
质量3.2倍太阳质量~10^10倍太阳质量
平均密度+∞
直径0
表面温度T=hc^3/8πkGM
逃逸速度大于c
反照率0
视星等无
绝对星等无
自转周期无
轨道倾角134°
主要探索人霍金爱因斯坦施瓦西

详细:

http://baike.baidu.com/link?url= ... uKCR531KI7IdPrKHt6_

黑洞
物理特性

质量和尺寸

质量达太阳10倍的黑洞之电脑模拟图
奥本海默极限指出，一颗质量超过太阳质量3倍而又没有任何热核反应的“冷恒星”，一定会在自身引力的作用下坍缩成为黑洞，也就是说该恒星已经成为死亡遗骸。[8]:209 更精确地说，当大质量天体演化末期，其坍缩核心的质量超过太阳质量的3.2倍时，由于没有能够对抗引力的斥力，核心坍塌将无限进行下去，从而形成“黑洞”。（核心小于1.4个太阳质量的，会变成白矮星；介于两者之间的，形成中子星）。天文学的观测表明，在绝大部分星系的中心，包括银河系，都存在超大质量黑洞，它们的质量从数百万个直到数百亿个太阳。爱因斯坦的广义相对论预测有黑洞解。其中最简单的球对称解为史瓦西度规。这是由卡尔·史瓦西于1915年发现的爱因斯坦方程的解。[11]

根据史瓦西解，如果一个引力天体的半径小于一个特定值，天体将会发生坍塌，这个半径就叫做史瓦西半径。在这个半径以下的天体，其中的时空严重弯曲，从而使其发射的所有射线，无论是来自什么方向的，都将被吸引入这个天体的中心。因为相对论指出在任何惯性座标中，物质的速率都不可能超越真空中的光速，在史瓦西半径以下的天体的任何物质，都将塌陷于中心部分。依据广义相对论的推演，黑洞中存在拥有无穷大密度的“引力奇点”，被戏称为“上帝憎恶的裸奇点”。而在“史瓦西半径”内，由于黑洞奇点巨大的质量而形成的超强引力，以至于连光子都不能逃出黑洞，所以这就是黑洞的“黑”之所在。[11]

史瓦西半径由下面式子给出：

R_s=\frac{2GM}{c^2}

G是万有引力常数，M是天体的质量，c是光速。对于一个与地球质量相等的天体，其史瓦西半径仅有9毫米。

黑洞分类
分类质量大小
超重黑洞 ~105–1010 M太阳 ~0.001–400 AU
中介质量黑洞 ~103 M太阳 ~103 km ≈ R地球
恒星黑洞 ~10 M太阳 ~30 km
微型黑洞 up to ~M月球 up to ~0.1 mm

温度
T=\frac{\hbar c^3}{8\pi kGM}
就辐射谱而言，黑洞与有温度的物体完全一样，而黑洞所对应的温度，则反比于黑洞视界的引力强度。换句话说，黑洞的温度取决于它的大小。
若黑洞只是太阳的几倍重，它的温度大约比绝对零度高出亿分之一度，而更大的黑洞温度则更低。因此这类黑洞所发出的量子辐射，一律会被大爆炸所留下的2.7K辐射（宇宙背景辐射）完全淹没。

事件视界
未解决的物理学问题：物理资讯是否会在黑洞遗失？ Question mark2.svg
主条目：事件视界
事件视界又称为黑洞的视界，事件视界以外的观察者无法利用任何物理方法获得事件视界以内的任何事件的资讯，或者受到事件视界以内事件的影响。事件视界是造成黑洞所以被称为黑洞的根本原因，是黑洞的最外层边界，在此边界内连光都无法逃脱。天文学家于2012年7月称，观测于距地球超过50亿光年远发现类星体编号3C 279，它体内包含了一个质量高达十亿倍太阳质量的黑洞，成为首个“事件视界”被观测存在的直接证据。 [13]

详细:

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%BB%91%E6%B4%9E

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