量子力學與黑洞理論被指矛盾：物質可逃離黑洞

黄容

　　據美國太空網報道，對於黑洞，很多人都知道這樣一種觀點——任何物質都無法逃脫黑洞的可怕引力，甚至包括光線在內。這是黑洞理論中最基本的一種觀點。但在刊登於8月2日網絡版《科學》雜誌上的一篇論文中，美國新澤西州普林斯頓高等研究院的理論物理學家愛德華-維特指出這一基本觀點與量子力學理論相矛盾。
　　絕大多數物理學家認為黑洞是一種密度令人難以置信的天體，能夠扭曲時空，任何物質都無法逃脫它們的可怕引力。在刊登於同一期《科學》雜誌上的另一篇論文中，美國加利福尼亞州理工學院的理論物理學家基普-霍納將黑洞描述為一種完全由扭曲的時空構成的天體。
　　然而，這一基本觀點似乎與量子力學定律相抵觸，後者用於解釋宇宙內最微小的元素。維特在論文中指出：“根據廣義相對論，黑洞會吸入附近的任何物質，同時不向外噴射任何物質。這是很多人眼中的黑洞一個基本特征。然而，如果根據量子力學，這種天體不可能存在。”
　　維特解釋說，根據量子力學，如果一種反應是可能的，相反的反應也是可能的。過程是可逆的。也就是說，如果一個人被黑洞吞噬，增加這個黑洞的質量，也會存在黑洞將人噴出，質量減少的現象。然而，任何物質都無法逃脫黑洞的引力。為了破解這個謎題，物理學家提出了“熵”的概念，即混亂和隨機性的一個量度。根據解釋宏觀層面的熱力學定律，降低宇宙的熵值是不可能的，熵值只會增加。如果一個人掉進黑洞，熵值會增加。如果一個人被黑洞噴出，宇宙的總熵值便會減少。基於同樣的原因，水只能從杯子濺到地板上，而不會從地板飛到杯子裏面。
　　這能夠解釋物質掉進黑洞的過程為何無法逆轉，但這只適用於宏觀層面。著名物理學家斯蒂芬-霍金指出，根據研究微觀層面的量子力學，物質可以從黑洞逃脫。根據他的預測，黑洞不斷向外噴射物質，這一過程被他稱之為“霍金輻射”。量子力學與黑洞理論的基本觀點——任務物質無法逃離黑洞——相抵觸。維特說：“雖然黑洞永遠不會將吞噬的宇航員或者桌椅板凳噴出，但會向外噴射基本粒子或者原子。”
　　不過，科學家至今沒有觀測到霍金輻射。維特在論文中指出：“黑洞由恒星爆炸形成，通常位於星系中央。可惜的是，黑洞通常質量很大並且距離地球很遠，很難獲得它們的微觀細節。”這一期的《科學》雜誌刊登了5篇有關黑洞研究的論文，維特的論文只是其中之一。

百科知識：
　　黑洞是一種引力極強的天體，就連光也不能逃脫。當恒星的半徑小到一定程度，小於史瓦西半徑時，就連垂直表面發射的光都無法逃逸了。這時恒星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質一旦掉進去，“似乎”就再不能逃出。由於黑洞中的光無法逃逸，所以我們無法直接觀測到黑洞。然而，可以通過測量它對周圍天體的作用和影響來間接觀測或推測到它的存在。黑洞引申義為無法擺脫的境遇。2011年12月，天文學家首次觀測到黑洞“捕捉”星雲的過程。

黑德雨林

可惜没有黑洞捕捉的图

yuig21

路过，表示没有看懂，还是繁体字