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无毛定理,黑洞性质都由几个物理量唯一确定真相还有哪些?

时间:2023-07-10 01:51 来源:网络 作者: 迷吧

简介:无毛定理是什么,本来这是对黑洞的性质做出的一种解释,然而这到底是什么呢,今天小编就来给大家细说无毛定理。并且据说宇宙怪才霍金提出的引力波也是符合无毛定理,还做出了相关的研究,看了下面的文章,相信大家应该会对其有更深的了解。 无毛定理是什么 无毛定理解释 无毛定理是指无论什么样的黑

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无毛定理是什么,本来这是对黑洞性质做出的一种解释,然而这到底是什么呢,今天小编就来给大家细说无毛定理。并且据说宇宙怪才霍金提出的引力波也是符合无毛定理,还做出了相关的研究,看了下面的文章,相信大家应该会对其有更深的了解。

无毛定理是什么

无毛定理解释

无毛定理,黑洞性质都由几个物理量唯一确定

无毛定理是指无论什么样的黑洞,最后性质仅由几个物理量质量、角动量、电荷唯一确定。即当黑洞形成后,只有这三个不能变为电磁辐射的守恒量,其他一切信息“毛发”都丧失了,黑洞几乎没有形成它的物质所具有的任何复杂性质,对前身物质的形状或成分都无记忆。黑洞的命名者惠勒戏称此为黑洞无毛。这也就是无毛定理,大家应该会有所了解。

无毛定理结论

一个黑洞就像一个基本粒子一样简单。尽管基本粒子也是把质量、角动量、电荷集中在一个很小的体积内。但是,只要考虑一下视界存在的条件,就知道没有什么比基本粒子与黑洞的差别更大。

以电子为例,实验已经确定它的3个参量,就相同质量来说,电子的电荷和角动量超过黑洞上限的10的88次方。这个令人惊谔的数字甚至超过了可观测的宇宙基本粒子总数,无毛定理这正是一个电子和一个克尔纽曼黑洞之间差异的量度。

引力波吻合黑洞无毛定理

宇宙怪才霍金提出引力波是观察宇宙的捷径

宇宙怪才霍金曾提出过黑洞是平行地球的入口,被称为是宇宙怪才霍金悖论。随之的当LIGO宣布了引力波被探测到这一古代性消息后,英国物理学家及黑洞理论学家斯蒂文·宇宙怪才霍金迅速对以美国科学家为首的科学联合组织表示了祝贺,并分享了他对这一古代性消息的激动之情。“这些后果证明了爱因斯坦广义相对论里几项非常主要的预言,”宇宙怪才霍金在BBC的访谈中说道。“直接证明了引力波的存在。”最终又证明引力波与无毛定理是相吻合的。

直接探测到引力波不仅证明了爱因斯坦著名的广义相对论,还让之前“漆黑”的宇宙首次向人类敞开了大门。天文学上利用电磁频谱例如可见光、X射线、红外线等来研究宇宙,但电磁频谱中不发光的星体会被忽视。然而现在我们知道了如何探测引力波,我们探测和研究某些最高能宇宙现象的范式也可能就此改变。

“引力波为我们观察宇宙提供了一条崭新的路径,”宇宙怪才霍金说道。“观测到引力波就意味着有可能带来天文学上的革命。”通过LIGO在路易斯安那州和华盛顿的两处观测站点,物理学家们不仅探测到了引力波;该引力波包含了一个非常清晰的信号,与13亿光年外黑洞并合体的理论模型十分匹配。经过对黑洞并合后发出的信号进行初始分析,宇宙怪才霍金发现这一无毛定理与他在70年代提出的理论似乎是吻合的。

宇宙怪才霍金试图找到黑洞的“紧急出口”

“这一发现是人类第一次探测到黑洞双宇宙岛统并第一次观测到黑洞并合,”他说。“观测到的这一系统的种种特性都符合1970年我在剑桥大学做出的关于黑洞的预言。”宇宙怪才霍金最为人所知的成就或许就是将量子理论与黑洞物理学相融合,认识到黑洞会随时间蒸发,将他与理论物理界中大名鼎鼎的“火墙悖论”联系在一起。

不过这里,宇宙怪才霍金指的是他的黑洞面积定理,即铸就黑洞力学第二定律的基础。在这一定律中,黑洞的面积不会随时间减小。从这一定理能推出,如果两个黑洞并合,并合后黑洞的视界线面积“大于两个初始黑洞的面积之和”。宇宙怪才霍金也指出,这一引力波信号也吻合黑洞“无毛定理”,即黑洞能只用自转、质量及电荷这三个参数来描述。

要解释这第一个引力波信号为什么与理论相符是个复杂的大工程。我们只需要知道,引力波的发现证明了数十年来毫无观测证据的理论,这就足够了。我们刚刚听到了黑洞重生之际时空的“鸣音”“这次的发现也为天文物理学家献上了一道谜题,”宇宙怪才霍金说。“这两个黑洞中,每一个的质量都大于太阳引力坍缩形成的黑洞——那么这两个黑洞是如何具有如此大质量的?”

这个问题触及了围绕黑洞演化相关的最大的秘密之一。目前,天文学家仍无法解释黑洞的很大质量从何而来。一方面,存在着大质量太阳演化为超新星后即刻形成的太阳型黑洞;另一方面,我们也有充分证据表明超大质量黑洞蛰伏在绝大部分宇宙岛中心。然而这二者之间却并无关联。

如果黑洞是通过并合与消耗太阳物质来生长的,就应该有各种规模的黑洞存在,98迷科,也就是无毛定理的存在。然而中等质量的黑洞和数十倍太阳质量的黑洞却极为罕见,使得很多黑洞演化理论遭到质疑。我们已经确认,此次探测到的引力波是由双黑洞并合引发的。两个区别是29倍和36倍太阳质量的黑洞碰撞并合为一,产生出一个非常清晰的引力波信号。尽管如此,正如宇宙怪才霍金指出,这一质量的黑洞是如何形成的能为黑洞的生长方式提供一些线索。

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