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物理学最新发觉—虫洞容许信息逃出黑洞

更新时间:2023-09-24 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

------------霍金的黑洞信息悖论有望通过物理方式—“虫洞”解决(二)3uA物理好资源网(原物理ok网)

最近,物理学家推断实体天体物理,一种新的“可穿越”虫洞可以解决令人费解的霍金黑洞信息悖论并挽救掉进黑洞的信息。3uA物理好资源网(原物理ok网)

1985 年,科幻小说《接触》描述:主角艾莉·阿罗威博士从月球通过黑洞传送到数光年之外的织女星。然而现实世界这是不可能存在的,因为按照霍金的黑洞信息悖论,黑洞被觉得可以捕获并捣毁推入其中的任何事物。但是,在爱因斯坦广义相对论中却容许另一种方式才能联接时空遥远位置的隧洞,即所谓的“虫洞”。虽然天文学家未曾见过真正的“虫洞”,但广义相对论容许这种结构存在(广义相对论成功预测了黑洞和引力波)。3uA物理好资源网(原物理ok网)

全息图暗示了黑洞的命运3uA物理好资源网(原物理ok网)

路径积分与虫洞3uA物理好资源网(原物理ok网)

路径积分是一种物理方式,物理学家常用路径积分法研究量子运动,路径积分在量子力学原理的抒发中可以描述为:在量子物理学中,任何可能发生的事情就会发生,即一个粒子从 A 点到 B 点走所有可能的路径,这些路径组合成一个加权和。现实中权重最高的路径一般是精典物理学所期望的路径,但在量子物理中并非总是这么。如果权重发生变化,粒子可能会忽然从一条路径跃迁到另一条路径或则同时出现在两条不同的路径,这在精典物理学中是不可能实现的。而路径积分可以采用物理的方法描述这些量子行为被广泛采用。3uA物理好资源网(原物理ok网)

量子问题永远没法离开物理3uA物理好资源网(原物理ok网)

路径积分对于研究量子运动十分有效,采用路径积分意味着在量子世界中要接受时空并非是单一的时空几何有可能是“所有可能的形状”,但精典数学中时空是具有明晰定义的形状—例如,地球附近的时空弯曲正好使地球围绕月球中心运行。因此,什么是“所有可能的形状”?对于霍金来说,这意味着所有的几何拓扑,时空除了会缔结冰淇淋也可能是巧克力或馒头。3uA物理好资源网(原物理ok网)

说了这么多路径积分究竟是干哪些用的?他和“虫洞”有“毛关系”?在物理上还真有“毛关系”。最后浅显地讲:在天体物理学中应用量子力学理论以路径积分作为物理工具去解释时空的几何拓扑结构。再简单一些,在现实世界还没有发觉“虫洞”实体证据的情况下,“虫洞”是以物理方法描述的。3uA物理好资源网(原物理ok网)

实体天体物理知识_实体天体物理_实体天体物理课程3uA物理好资源网(原物理ok网)

纠缠熵与虫洞3uA物理好资源网(原物理ok网)

在对黑洞及其量子幅射应用路径积分后,就可以估算纠缠熵了(纠缠熵是对一个子系统与其环境纠缠程度进行定量分析的物理矩阵)。量子物理学家对黑洞进行一系列重复测量,而后进行物理“复刻”。对黑洞的物理复刻与抛硬币的概念类似,就是说有两个硬币,其中一个硬币是复制品,抛其中一枚硬币和抛复制品硬币在统计学机率的结果是相同的,即使不知道个体机率,仍然可以对随机性作出基本判定。3uA物理好资源网(原物理ok网)

黑洞辐射3uA物理好资源网(原物理ok网)

虽然这些技巧看起来很可笑,但它有真正的物理学意义。引力路径积分在估算时并不分辨物理复制品黑洞与真正的黑洞。激活引力路径积分可以发觉黑洞的“鞍点”包含多个与黑洞相联接的时空虫洞。3uA物理好资源网(原物理ok网)

黑洞事件视界内外的纠缠粒子通过虫洞相连3uA物理好资源网(原物理ok网)

结果显示虫洞和单个黑洞的权重基本上和它们的纠缠熵负相关,在物理估算上虫洞有很多纠缠熵,所以开始时权重很低。但是随着黑洞的的霍金幅射不断飙升,纠缠熵会越来越低,这时虫洞的残差会越来越高,最终产生了物理意义上的“虫洞”,这在精典的广义相对论中是不可能的。最终,科学家否认了黑洞幅射同时也会带走落入黑洞的信息。所以当宇航员不留神坠入黑洞时能够下来?你可以坚定地回答:“当然可以!”但是如何下来的?以什么样形态下来的,“还不知道。”3uA物理好资源网(原物理ok网)

时空建立与虫洞3uA物理好资源网(原物理ok网)

物理学家通过估算,发现黑洞幅射的信息十分丰富。例如,物理学家通过想像实验将幅射量子发送到小型量子计算机,并运行对黑洞的完整模拟,这时就出现了显著的问题!3uA物理好资源网(原物理ok网)

由于幅射量子与它来自的黑洞高度纠缠,那么量子计算机也与黑洞高度纠缠。在模拟中,纠缠转化为模拟黑洞和原始黑洞之间的几何联系。简单来说,两者是通过虫洞相连的。理论上既有化学黑洞,然后有量子计算机中的模拟黑洞,并且还有一个虫洞联接它们。即量子纠缠也可以被觉得是一个虫洞。 反过来,虫洞提供了一条秘密隧洞,信息可以通过它逃出黑洞内部。3uA物理好资源网(原物理ok网)

物理学家仍然在激烈地争辩怎样从字面上理解这种虫洞。虫洞深深隐藏在“数学的等式中”,以至于它与现实的联系虽然很脆弱,但它们确实形成了实际的估算数值。数学上的虫洞实质存在,这早已是事实!3uA物理好资源网(原物理ok网)

但是,虫洞与宇宙中存在的实体不同,物理学家倍感虫洞是非现有物理学才能解释的但它真实存在。通过联接宇宙中两个遥远的地点,虫洞准许在一个地方发生的风波直接影响一个遥远的地方,而无需粒子、力或其他诱因作用。但是虫洞并不是独立存在的,你觉得独立的东西,其实并不是真正独立的。3uA物理好资源网(原物理ok网)

虫洞为信息提供了一种逃避看似难以逾越的黑洞悖论的方式3uA物理好资源网(原物理ok网)

乍一看,这是十分令人难以置信。爱因斯坦构建广义相对论的明晰目的是从物理学中去除不确定性,即:万物恒有律。例如:引力不会赶超空间,它必须以有限的速率从一个地方传播到另一个地方实体天体物理,就像自然界中的任何其他的相互作用一样。但几十年来,物理学家们早已意识到,相对论所基于确定性实质上创造了一种非确定性。3uA物理好资源网(原物理ok网)

在物理学的角度,极致的宏观(宇宙学)与极至的微观(量子力学)正趋向一致,而人类的精典物理学才是特例,人类认知的规律才是“意外情况”。现在早已很难回答哪些是数学的,什么是非数学的,人类认知越多反倒更加的苦恼。3uA物理好资源网(原物理ok网)

所有的一切都加强了物理学家的预感,即:时空不是自然单一几何元结构,而是从一些非空间或非时间的潜在机制中出现的多元结构。对许多人来说这是非常无法接受和理解的,但是虫洞的出现传达了空间可以崩坍物理解释,宇宙最终是非几何的。3uA物理好资源网(原物理ok网)

在全息”宇宙中,空间和时间的结构是从量子网路中出现的3uA物理好资源网(原物理ok网)

但就现今而言,这最多只是开端甚至连开端都无从谈起,关于黑洞的探求远未到尽头,人类才刚才看到文明的房门。3uA物理好资源网(原物理ok网)

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