科学|只差两年,诺贝尔物理奖就是霍金霍大爷的?( 二 )
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霍金霍大爷到底能得奖吗?
黑洞从头至尾都没霍大爷啥事?其实错了 , 黑洞虽然从理论到观测都被验证了 , 但其实黑洞有太多特性无法观测 , 甚至无从研究 , 毕竟黑洞视界内是一个连光到跑不出来的地方 , 所以黑洞视界内的所有进展都是在理论上的!
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奇点定理
1965年 , 当时博士都还毕业的霍大小伙子在找博士论文题 , 结果看到了大佬罗杰 ·彭罗斯的一篇黑洞论文 , 中心那个密度无穷大的那个点到底是什么性质 , 因为在这里一切物理定理都会失效 , 所以科学家都认为这个奇点可能根本就不存在 , 但彭罗斯却毫无意外的证明了一点:“一旦形成事件视界 , 那么视界内必定会有一个奇点”
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这个结论引起了他极大的兴趣!而且他还将此反推 , 将其应用到了宇宙大爆炸的反演上 , 在宇宙大爆炸诞生以前 , 请注意是以前!宇宙必定会不断缩小 , 要将如此无知包含在内 , 那么没有什么力量可以阻挡它坍缩 , 所以必定是一个无穷小的点 , 也就是大爆炸诞生以前的奇点!
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无边界假说
这个说的宇宙大爆炸以前那会 , 根据我们对宇宙大爆炸的理解 , “当时”并没有时间 , 空间 , 连物质都还在这个奇点“内” , 所以无边界假说就是形容奇点那会!
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霍金认为宇宙诞生之初流逝的“虚数时间” , 如何理解这个“虚数时间”?因为虚数平方是负数 , 这让我们根本就无法理解时间 , 不如将其解释为没有时间和空间的状态 , 也就是说当时的奇点根本就没有所谓的边界 , 因为不知道从哪里开始算时间 , 也不知道哪里开始算空间!这就是霍金霍大爷的无边界假说!
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奇点到宇宙大爆炸的虚数时间
这个状态保持了多久当然也没人知道 , 因为虚数时间无法用实数时间来衡量 , 但当宇宙的实数时间开始流逝时 , 宇宙就开始了急剧膨胀 , 这就是宇宙大爆炸的由来!
霍金辐射
从广义相对论角度来说 , 掉入黑洞的物质就再也无法回到宇宙 , 毕竟光都无法跑出来 , 还有什么能跑出来呢?但从熵增角度来考虑是存在极大问题的 , 因为只要将物质丢到黑洞里 , 熵就消灭了 , 但根据热力学第二定律 , 宇宙中的熵是永增不减的!
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这表示黑洞也因为有熵而产生黑体辐射 , 因此霍金的黑洞辐射理论解释了这个过程 , 后来就被称为了霍金辐射!它是怎么产生的呢?
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海森堡不确定性理论认为 , 当时间确定时 , 真空中也在时时刻刻产生很多粒子-反粒子对 , 但它们瞬间湮灭以维持能量守恒 , 但当这些粒子对在黑洞视界附近产生时一个粒子被黑洞吞噬 , 另一个粒子就会逃离 , 这个逃离的粒子就是所谓的霍金辐射!
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为什么霍金辐射会消耗黑洞的质量呢?因为逃离的那个粒子能被我们观测到 , 就是实粒子 , 那么跌入黑洞的那个就是虚粒子 , 如此这般 , 黑洞是不是就被逐渐消耗掉质量了?这是不是就是黑洞蒸发?
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