霍金用微笑回应他最后的研究

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世界著名科学家斯蒂芬·霍金

最后一篇论文

霍金的最后一篇研究论文《黑洞熵与软毛发》(Black Hole Entropy and Soft Hair)近日由曾与之共事的物理学家们发表。

这位已故英国宇宙学家终其一生都在研究物体落入黑洞之后、其携带的信息会有怎样的遭遇。

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这篇论文研究的什么内容呢?

“信息悖论”,这是40多年来霍金研究的核心。

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什么是“信息悖论”?

这个谜题最早可以追溯到爱因斯坦身上。1915年,爱因斯坦发表了著名的广义相对论,系统性地描述了引力是如何通过物质的时空弯曲效应产生的,以及行星围绕恒星旋转的原因。但爱因斯坦的理论还对黑洞提出了重要预言,尤其强调黑洞可以被三个特征完整定义:即质量、电荷和自转。

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但霍金在近60年后指出, 黑洞应当还拥有温度这一特征,并且由于物体热量会不断散失到太空中,黑洞的终极命运将是彻底蒸发、消失于无形。“但问题在于,你把某样东西扔进黑洞之后,它看起来就像消失了一样。”剑桥大学理论物理学教授佩里指出,“假如黑洞自身最终也会消失,物体中的信息又如何才能寻回呢?”

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而霍金和同事们在此次新发表的论文中指出,也许至少有一部分信息能够设法保留下来,并阐述了保留这些信息的方式。论文中指出,黑洞的熵也许可以被黑洞事件边界之外的光子记录下来。他们将这些光子叫做“软毛发”。接下来,佩里和同事们必须着重探索与熵有关的信息是如何储存在这些“软毛发”之中的,还要弄清当黑洞蒸发之后、这些信息如何才能从黑洞中脱身而出。

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虽然这还没有解决信息悖论,但科学家们希望通过这些研究已经铺平了道路,能够继续关于这一方面的大量研究工作。

霍金

生平简介

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史蒂芬·霍金1942年1月8日出生于英国牛津;

1963年,21岁的他不幸被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症即运动神经细胞病。当时,医生曾诊断身患绝症的他只能活两年,可他一直坚强地活了下来;

1985年,他因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成;

1988年,霍金的科普著作《时间简史:从大爆炸到黑洞》发行;

2001年10月,又一部作品《果壳中的宇宙》 (The Universe in a Nutshell)出版发行。该书是《时间简史》的姐妹篇。

2012年1月传出因脸部肌肉恶性萎缩,已严重影响其表达能力,并有可能使他无法发出独特的“电脑声”。

2018年3月14日,霍金逝世,享年76岁。

主要成就

20世纪70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。凭一本薄薄的《时间简史》征服了全世界3000万读者。黑洞理论使量子论和热力学在“霍金辐射”中得到完美统一,而他在20世纪80年代提出的无边界设想的量子宇宙论,解决了困扰科学界几百年的“第一推动”问题。

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霍金的同事,伦敦玛丽皇后学院的麦克·格林(Michael .Green)参与建构的超弦理论,简称为“弦论”,指出所有粒子和自然力量,其实都是在震荡中的像弦一样的微小物体,解决了霍金一直想努力解答的重力问题,该理论必须建立在宇宙必须有9、10甚至是大于11个的维度中,而人类身处的三维世界可能仅仅是真正的宇宙的其中一个膜。

1973年,霍金称自己通过计算得出结论,黑洞在形成过程中其质量减少的同时,还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的霍金辐射理论,该理论提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息,一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后,其中的所有信息就都随之消失了,这便是所谓的“黑洞悖论”。

霍金称,黑洞从来都不会完全关闭自身——霍金辐射,它们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量,随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。

看到这儿大家是否觉得脑子不够用啦?

小研也感觉大脑被掏空,霍金先生与其团队的研究内容真的好高深。对太空和黑洞有兴趣同学们可以查阅相关资料开拓视野,小研看好各位哦~

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伟大的天体物理学家的陨落,让世界都为之惋惜。霍金先生对其最后一篇论文仍报以微笑,让世人看到了他对研究的持之以恒,对病痛的无所畏惧。

作为研究生的我们,也应该向着霍金先生学习。

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来源|网络

编辑|Bruce

审稿|雪花花

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