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黑洞探索:黑洞像全息图,它们具有二维空间

迷吧2022-09-23 16:00人已围观

简介近日,研究人员所做的,将全息原理的理论应用于黑洞。这样,它们的神秘热力学性质就变得更加容易理解:着重于

  近日,研究人员所做的,将全息原理的理论应用于黑洞。这样,它们的神秘热力学性质就变得更加容易理解:着重于预测这些物体具有很大的熵(shang,热力学中表征物质状态的参量之一),并按照量子力学对其进行观察,就像全息图一样,研究人员是这么描述它们的:它们具有二维,其中重力消失了,但它们会在三个维度上复制对象。

  根据新的研究,黑洞可能像全息图,其中所有信息都聚集在能够再现三维图像的二维表面上。

科学家:黑洞像全息图,它们具有二维空间

 

  我们都可以想象出令人难以置信的黑洞形象,大约一年前惊爆全球。但是,根据SISSA,ICTP和INFN的最新研究,黑洞可能像全息图,其中所有信息都聚集在能够再现三维图像的二维表面上。这样,如量子理论所确认的,这些宇宙物体可能非常复杂,并且在二维内部将大量信息集中在自身内部,这是自然界中存在的最大硬盘。这个想法与爱因斯坦的相对论相吻合,爱因斯坦的相对论将黑洞描述为三维,简单,球形和光滑的,并出现在那个著名的图像中。简而言之,黑洞就像全息图一样“三维”出现。这项研究证明了这一点,并结合了两种不协调的理论,最近发表在物理评论X。

  黑洞之谜对于科学家来说,黑洞是一个很大的问号,原因有很多。例如,它们是理论物理学在将爱因斯坦广义相对论的原理与量子物理学的原理结合在一起时的巨大困难的出色代表。根据第一个理论,它们将是没有信息的简单物体。另一种说法是,正如雅各布·贝肯斯坦(Jacob Bekenstein)和史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)所言,它们将是“最复杂的现有系统”,因为它们的特征是巨大的“熵”,它衡量了系统的复杂性,因此将有很多里面的信息。

 

科学家:黑洞像全息图,它们具有二维空间

 

  全息原理适用于黑洞,为了研究黑洞,研究的两位作者Francesco Benini(SISSA教授,ICTP科学顾问和INFN研究人员)和Paolo Milan(SISSA和INFN研究人员)使用了将近30年的想法,但仍然令人惊讶,被称为“全息原理。” 研究人员说:“这一具有革命性且有点违反直觉的原理提出,可以用不同的系统来描述重力在给定空间区域中的行为,该系统仅沿该区域的边缘存在,因此维数较少。而且,更重要的是,在此替代性描述(称为全息图)中,重力没有明确出现。换句话说,全息原理使我们能够使用不包含重力的语言来描述重力,从而避免了与量子力学的摩擦。”

  贝尼尼和米兰所做的“将全息原理应用于黑洞”。这样,它们的神秘热力学性质就变得更加容易理解:着重于预测这些物体具有很大的熵并按照量子力学对其进行观察,就可以像全息图一样描述它们:它们具有二维,其中重力消失了,但它们会在三个维度上复制对象。”

  从理论到观察两位科学家解释说:“这项研究只是迈向更深入地了解这些宇宙体以及当量子力学与广义相对论相交时表征它们的特性的第一步。在天体物理学的观测正在经历令人难以置信的发展之时,现在一切都变得更加重要。试想一下,LIGO之间合作产生的黑洞融合对引力波的观测,或者实际上是通过望远镜产生的黑洞产生了这种非凡的图像。在不久的将来,我们可能能够通过观察来检验关于量子引力的理论预测,例如本研究中所做的预测。从科学的角度来看,这绝对是例外。”

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