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黑洞是否存在?——读霍金的最新文章

已有 5811 次阅读 2014-1-26 09:47 |个人分类:知识|系统分类:科研笔记| 暂态, 黑洞

     昨天看到一条新闻,霍金最新文章指出黑洞不存在(http://www.nature.com/news/stephen-hawking-there-are-no-black-holes-1.14583)。本来还想着翻译成中文,今天发现已经不需要了,已经有中文版了(http://www.chinadaily.com.cn/hqzx/2014-01/25/content_17258137.htm),虽然有些名词不准确,但也可以凑合看。
     原来看过有人说“中国近代史”每一个词都可质疑。其实对任何事都是如此,我们以为我们都说汉语,但是我们其实多数时候在自说自话,我们的语言虽然听起来一样,其本质确实不同的。所以在这里,当我们说“黑洞”的时候,我们说的是什么?通俗的说法是,黑洞就是一个视界包围的时空区域,中心是一个密度无穷大的奇点。但是这是极不精确的,其实我们达成共识的是,我们通常所说的黑洞是广义相对论方程的稳态解,特别是用克尔度规描述的稳态解。在天体物理中尤其如此,天文学家通常只关心视界外的时空区域,这些区域由真空中的克尔度规描述。但其实,在广义相对论课上,梁老师就强调过,黑洞只是经典物理(在非量子物理的意义上)中的解,考虑到量子效应,是否还有黑洞解是不确定的。霍金的著名贡献就是从理论上证明了黑洞的量子效应——黑洞蒸发。这个效应带来的疑难一直以来都困扰着物理学家和天文学家,信息到哪儿去了?
      在最新的文章中(http://arxiv.org/abs/1401.5761),霍金指出,考虑到“黑洞”的形成过程,传统上认为的稳态黑洞可能并不存在。由克尔度规描述的时空是存在的,只是通常所说的视界面并不存在,也就是说“视界面”内的物质并没有形成奇点,这些物质的信息有可能再离开“视界面”内的区域。也就是说,所谓“黑洞”,只是一个暂态,我们以前所说的那种稳态黑洞可能并不存在。这是可以理解的,我们上广义相对论课的时候就讨论过一个问题:可以计算,黑洞质量越大,其平均密度(质量除以视界面包围的体积)就越小,那么,大量普通物质就有可能形成一个”黑洞“,而不塌缩到奇点。计算可知,可视宇宙的质量和密度就差不多满足形成一个”黑洞“的条件,宇宙是一个”黑洞“么?或许可以算是,但是是暂态的。那么,小质量黑洞也是暂态的就可以理解了。问题是,那些原初黑洞是不是也并不存在呢?从观测上来说,留给原初黑洞的空间已经不大了。




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