如果宇航员掉进了黑洞，他是会穿越还是被撕碎？ - 今日头条(TouTiao.org)
如果宇航员掉进了黑洞，他是会穿越还是被撕碎？
【精彩导读】在严肃的物理科学家这里，掉进黑洞的宇航员可不会像科幻片里那样穿越时空，他只有两个结局，扯成碎片还是被烧焦？天知道呢！这一问题自2012年夏天起就成了理论物理学界的争论焦点，围绕相关主题发表的文章超过了40篇，但至今仍没有准确结论，因为它把物理学的两大支柱——广义相对论的等效原理和量子力学直接摆在了对立面。自2012年3月开始，美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所的弦理论学家约瑟夫·普金斯基便开始思考这样一个问题——以数学形式进行的思想实验：如果一个宇航员掉进黑洞会发生什么情况？很显然他会死，但究竟怎么个死法呢？按照当时公认的理论，最初他不会感到有任何特别，即使在他落到黑洞的事件视界时。事件视界是一个看不见的界限，在界限以内没有任何东西能逃离黑洞的吸引。但最终，几小时、几天或几个星期后，如果黑洞足够大，他会开始觉察到拉着他脚的重力比拉着他头的重力更强大，这种吸引力拖着他无情地向下落，重力差会迅速加大而将他撕裂，最终他的遗体会被扯得粉碎而落入黑洞那无限致密核心。普金斯基和他的两个学生艾哈迈德·艾姆哈里、詹姆斯·萨利，加上该校的另一位弦理论学家唐纳德·马洛夫一起，对这一事件进行了重新计算。根据他们的计算，却呈现出完全不同的另一番场景：量子效应会把事件视界变成沸腾的粒子大漩涡，任何东西掉进去都会撞到一面火焰墙上而被瞬间烤焦。研究小组在去年7月发表了他们的计算结果，震动了整个物理学界：因为这面火墙违反了基本的物理学法则——等效性原理。等效原理即引力质量和惯性质量等效，在任何一个时空点上都可以选取适当的参考系，使物质的运动方程中不再含有引力项，即引力可以局部地消除。按照这一原理，宇航员掉进万有引力场——即便是像黑洞那么强大的引力场时，他所看到的实际景象和飘在太空的观察者所看到的是一样的。等效原理最早在一个世纪前由阿尔伯特·爱因斯坦清晰地提出，并作为他《广义相对论》的基础。如果等效原理不成立，爱因斯坦的理论框架也将瓦解。普金斯基等四人也深知这一推论可能导致的后果，所以还提出了另一种备选结局：没有形成火墙。但这种解释的代价同样巨大，他们不得不牺牲量子力学，这是描述亚原子粒子之间相互作用的理论法则，也是物理学的另一根支柱。这一结果激起了一股研究火墙热潮，物理学家们纷纷抛出各种方案试图打破僵局，但还没有一篇论文能解释得让所有人都满意。面对这种状况，圣芭芭拉分校的量子物理学家斯蒂芬·吉丁斯说这是“一场物理学基础的危机，需要一次革命才能解决问题。”物理学界研究黑洞的专家们曾齐聚在瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理研究所(CERN)召开会议，面对面地讨论了这一问题，希望能打开一条通向“量子引力”统一理论的新途径，将自然界所有的基本力囊括其中——或许这将成为物理学家们几十年来未曾有过的荣耀。火墙的想法“动摇了大部分人所相信的黑洞理论的基础”，加利福尼亚大学伯克利分校弦理论学家拉斐尔·布索说，“从根本上说，它把量子力学放在了广义相对论的敌对面，却没给我们留下任何线索：下一步该朝哪个方向走？”◆信息悖论：掉进黑洞的物质会被挤压到黑洞那无限致密的核心去，但它所携带的信息会怎样呢？以下有两种情景的解释：?信息消失(左)：当黑洞蒸发后，它所携带的所有信息会随之消失。根据量子效应，真空中充满了粒子—反粒子对，二者互相关联。通常情况下，粒子—反粒子对出现后瞬间即湮灭，但如果这对粒子和反粒子是出现在黑洞的事件视界，其中一个就会掉进黑洞，而另一个会以霍金辐射的形式向外发出。“遇难”粒子以负能量被吸入，黑洞由此而损失质量，如果没有普通物质落进去，黑洞最终将蒸发殆尽。黑洞中心是一个无限小且无限致密的奇点，却并不包含形成黑洞的物质信息。火墙(右)：从黑洞辐射出来的所有粒子之间具有量子相关性，这些相关粒子携带着信息。辐射出的粒子与落入黑洞的粒子之间要打破关联性，会释放出巨大能量而在黑洞周围形成一圈火墙。即使黑洞蒸发完之后，由于两个粒子之间的关联性，“逃逸”粒子也包含了“落难”粒子的所有信息。
联手中科院科教基金，为中小学生提供创新性科学教育产品和服务。
违法和不良信息举报电话：010-
公司名称：北京字节跳动科技有限公司页面&#x91载开启
页面&#x91载开启 欢&#x8光临本站，页面正在&#x91新载入，请稍候 ...百度贴吧提示信息很抱歉，该吧被合并您所访问的贴子无法显示。系统将在秒后，自动跳转到严正声明：凡符合法律规定的投诉请求，百度将依法予以处理，且不收取任何费用。请采取正常投诉途径投诉，切勿相信不法分子收费删贴的欺诈行为。&&社区主版&&军事&&社会&&国际&&娱乐&&行业&&城市&&站务
霍金最新报告：黑洞根本不存在　只有灰洞日 08:21 来源：重庆晨报霍金英国著名科学家斯蒂芬·霍金教授再次以其与黑洞有关的理论震惊物理学界。他在日前发表的一篇论文中承认，黑洞其实是不存在的，不过“灰洞”的确存在。英国著名科学家史蒂芬·霍金教授再次以其与黑洞有关的理论震惊物理学界。他在日前发表的一篇论文中承认，黑洞其实是不存在的，不过“灰洞”的确存在。科技讯据外国媒体报导，在这篇名為《黑洞的资讯保存与气象预报》(Information Preservation and Weather Forecasting For Black Holes)的论文中，霍金指出，由於找不到黑洞的边界，因此黑洞是不存在的。黑洞的边界又称“视界”。经典黑洞理论认為，黑洞外的物质和辐射可以透过视界进入黑洞内部，而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出视界。霍金的最新“灰洞”理论认為，物质和能量在被黑洞困住一段时间以后，又会被重新释放到宇宙中。他在论文中承认，自己最初有关视界的认识是有缺陷的，光线其实是可以穿越视界的。当光线逃离黑洞核心时，它的运动就像人在跑步机上奔跑一样，慢慢地透过向外辐射而收缩。“经典黑洞理论认為，任何物质和辐射都不能逃离黑洞，而量子力学理论表明，能量和资讯是可以从黑洞中逃离出来的。”霍金同时指出，对於这种逃离过程的解释需要一个能够将重力和其他基本力成功融合的理论。在过去近一百年间，物理学界没有人曾试图解释这一过程。对於霍金的“灰洞”理论，一些科学家表示认可，但也有人持怀疑态度。美国卡夫立理论物理研究所的理论物理学家约瑟夫·波尔钦斯基(Joseph Polchinski)指出，根据爱因斯坦的重力理论，黑洞的边界是存在的，只是它与宇宙其他部分的区别并不明显。其实，早在2004年霍金就曾做出过类似表示。当年7月21日，霍金在“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上指出，黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认為的那样，对其周遭的一切“完全吞噬”，事实上被吸入黑洞深处的物质的某些资讯可能会在某个时候释放出来。1976年，霍金称自己透过计算得出结论，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。但是，该理论提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何资讯，一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后，其中的所有资讯就都随之消失了。这便是所谓的“黑洞悖论”。这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。因為现代量子物理学认定这种物质资讯是永远不会完全消失的。30多年来，霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示，黑洞中量子运动是一种特殊情况，由於黑洞中的引力非常强烈，量子力学在此时已经不再适用了。但是霍金的这种说法并没有让科学界眾多持怀疑态度学者信服。现在看来，霍金终於给了这个当年自相矛盾的观点一个更具有说服力的答案。霍金称，黑洞从来都不会完全关闭自身，它们在一段漫长的时间裡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资讯。 文明上网 文明发言 快速回复：删除发表回复 我知道了，下次不用再提醒
给本贴内容评分：12345678910&平均得分：7.0分， 共3人评分
回复置顶区
...或者对本帖发表其他观点：
级别：骠骑将军
积分：128858
敬佩霍金这种态度，错了就及时纠正，多么可贵！
级别：土目
一个脑残忽悠了全世界
级别：骠骑将军
积分：128859
只要有实验上的证据，理论才正确
级别：部千总
积分：3020
“又开涮了”
级别：骠骑将军
积分：128853
吸引后符合爱因斯坦原理，溢出后符合牛顿定理，他们人互补的两个系统中间有阈值，他们不同但并不矛盾。。。。。。。
级别：骠骑将军
积分：128853
吸引后符合爱因斯坦原理，溢出后符合牛顿定理，他们人互补的两个系统中间有阈值，他们不同但并不矛盾。。。。。。。
级别：骠骑将军
积分：128858
敬佩霍金这种态度，错了就及时纠正，多么可贵！
级别：骠骑将军
积分：128859
只要有实验上的证据，理论才正确
级别：部千总
积分：3020
“又开涮了”
级别：前后左右将军
积分：97759
财富：1147
个人签名：晚安！！！！！！！！！！！！！！！！
级别：前后左右将军
积分：97760
财富：1147
个人签名：晚安！！！！！！！！！！！！！！！！
级别：前后左右将军
积分：97761
财富：1147
个人签名：晚安！！！！！！！！！！！！！！！！
级别：骠骑将军
积分：128865
级别：骠骑将军
积分：128866
级别：骠骑将军
积分：128867
引用：以下是布朗运动在& 16:24:32&发表的：
黑洞。。。。。。
级别：骠骑将军
积分：128868
级别：土目
一个脑残忽悠了全世界
级别：把总
积分：2115
财富：-193
僵尸的世界 人类永远不懂
级别：外委千总
积分：1017
不管什么洞，它只是个名字，代号，还是那个东西。
级别：城门领
积分：16785
级别：门千总、营千总
积分：6278
这是霍金的想法还是计算机的想法？
级别：守备
积分：14714
& & 霍金的理论还能比宇宙真理更正确？
级别：委署骁骑尉
级别：城门领
积分：16792
级别：外委把总
睡一宿觉做个梦，第二天就变卦了
级别：四平将军
积分：54060
财富：1039
这家伙没死的话他还会说：哦！黑洞和灰洞是不存在的，原来是白洞，我们看不见，哈哈！
级别：门千总、营千总
积分：6848
反正都是洞，管他什么洞！！
级别：外委千总
积分：1118
下一次睡醒，灰洞也不存在，只有白洞。
级别：骠骑将军
积分：128910
级别：骠骑将军
积分：129044
引用：以下是一条糊涂虫在& 22:21:06&发表的：
反正都是洞，管他什么洞！！黑洞。。。。。。
级别：委署骁骑尉
黑洞就是宇宙中的3D打印机，先回收物质再打印出一个个宇宙。打印信息在黑洞表面。
级别：监狱
敢情这货是出来骗吃骗喝的？
---这条回复是通过手机发表的
级别：守备
积分：10825
还有布朗运动。
级别：城门领
积分：16795
级别：城门领
积分：16797
诗云： 天生一个神仙洞，无限风光在玉峰。 老绾专定神仙洞，劣儿只喜攀玉峰。 各取所需连床混，笑煞京都八旬翁。
级别：外委千总
这个脑残世人还谐调参和！哭-----天下尽有才！
级别：城门领
积分：16803
级别：盛京游牧副尉
积分：1365
宇宙东世界，看不明白。
级别：城门领
积分：16807
引用：以下是打8个在& 09:43:24&发表的： 诗云： 天生一个神仙洞，无限风光在玉峰。 老绾专定神仙洞，劣儿只喜攀玉峰。 各取所需连床混，笑煞京都八旬翁。
级别：把总
积分：2281
一切都是空的，最后佛主降临普照大地
级别：委署骁骑尉
其实我想说，这个瘫子的某些想法，和我的想法不谋而合，而我根本没读过他的任何作品，未和他作过任何交流。。。。我经常想，我是不是可以改行了。。现在看来，首先我估计得先变成个瘫子。。不然社会完全无法把目光聚集在我身上，所以我果断放弃了
级别：部千总
积分：3111
霉狗是汉奸，但汉奸不一定都是霉狗，还有日狗，英狗
级别：守御所千总
积分：8123
科学名言是经不起长时间检验的。
级别：部千总
积分：3298
我个人预测，霍金先生将不久于世。我为将失去一位大师感到默然。至少，《时间简史》就是简化了的时间。同时，我希望，陪伴他多年的心理学专家兼医师兼保姆的妻子，能从霍金的电脑语音中发掘更多的思想，以充实CIA在物理学方面的情报库。
级别：骠骑将军
积分：129072
级别：骠骑将军
积分：129094
<ul class="dot"
中华站内短信
(中华网社区)
系统提示：请勿轻信中奖、汇款信息
中华站内短信
对&&添加关注
系统提示：请勿轻信中奖、汇款信息
&图片加水印
仅支持JPG、GIF、PNG图片文件
&图片加水印
仅支持JPG、GIF、PNG图片文件