关于黑洞熵的物理意义的探讨

七十年代初,Bekenstein在黑洞物理学中引进了黑洞熵S_(BH)的概念。在Hawking发现了黑洞的“蒸发”现象后,黑洞熵作为黑洞热力学的基本概念得到了广义相对论工作者的     

关于霍金的记忆

正史蒂芬·霍金的昔日同事们撰文回忆这位重要的宇宙学家,他的影响力早已超越了物理学界。霍金于1942年1月8日出生于英国牛津,先后在牛津大学学习物理学、在剑桥大学学习天体物理学。霍金的很多研究工作是研究广义相对论和量子力学之间的相互影响。1974年,他推导出他最著名的研究成果之一:黑洞的事件视界附近的量子效应将会导致黑洞发出黑体辐射。他1988年出版的科普著作《时间简史》,至今仍是向公众普及现代宇宙学最为成功的尝试之     

关联与黑洞信息丢失问题

霍金计算发现黑洞会发出热辐射.由于热辐射之间不存在关联,因此辐射粒子无法将信息携带出黑洞,伴随着霍金辐射,黑洞内部的物质信息逐渐丢失.量子力学幺正性要求信息守恒,黑洞信息丢失与量子力学幺正性存在明确的冲突,此即黑洞信息丢失之谜.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.霍金最初的计算中没有考虑辐射粒子的反冲,得到的辐射谱为纯热谱.后来, Parikh和Wilczek的计算表明,如果计入辐射粒子的反冲,则辐射谱可能会轻微地偏离热谱.本文首先介绍了Parikh和Wilczek使用包含辐射粒子反冲的量子隧穿方法得到的非热谱.其次,介绍了张保成等人在非热谱基础上证明黑洞辐射粒子之间存在关联,并且黑洞辐射过程信息守恒的工作.最后,介绍了黑洞辐射之间如何产生关联的一种可能的物理机制,黑洞辐射粒子之间的引力关联可以携带信息,使得黑洞辐射过程中信息守恒.     

2+1维荷电蒸发黑洞的Hawking辐射

起因于Hawking辐射的黑洞量子力学不稳定性的发现是近20年来量子场论中的最重要进展之一.这个重要的理论发现,不仅解决了黑洞热力学中存在的矛盾,而且深入地揭示了量子力学、热力学和引力论之间的内在联系.由于蒸发和吸积等物理过程,宇宙中黑洞必然是随时间变化的.因此深入研究这类黑洞的Hawking辐射,显然对于人们完整认识黑洞这种暗天体是有着重要意义的低维引力理论研究是理论物理中近几年来的一个热门课题,它对于量子引力理论研究有着重要的意义,相应的低维黑洞研究也日趋活跃.在文献[9,10]中分别对1+1维和2+1     

黑洞信息佯谬

与经典物理相比而言，量子物理的最大特点在于它是非决定论的。为此，尽管爱因斯坦为量子论的创建作出了重大贡献，他却一直不喜欢量子力学，尤其反对量子力学的哥本哈根诠释，并用这样一句话来表达自己的反感：“上帝不掷骰子。”霍金(S．Hawking)是一个将量子力学应用到黑洞理论中的始作俑者。霍金在     

黑洞不黑? 霍金再发新声音

正2014年,史蒂芬·霍金指出黑洞并非像很多人想象的那样,是万物"永恒的牢狱",数据或信息是有可能从中逃脱的。不久前,在一篇最新发表的文章中,霍金进一步扩展了这项理论。量子力学原理要求信息是不能被消灭的,然而按照我们目前对黑洞的理解,物体一旦落入黑洞,其包含的信息便将全部消失,这是不符合量子力学原理的。在过     

霍金受到挑战——黑洞又一说

黑洞也许是最神秘的天体,它的引力场是如此之强,以致万物落入其中,永无出洞之日,即使是光,也不例外。1974年,霍金发表了一篇“黑洞不黑”的著名文章,也即黑洞有所辐射(即霍金辐射,或谓黑洞蒸发),且黑洞最终将如阳光下的雪人,被完全蒸发掉,而消失于宇宙。此文一出,科学界为之震动,霍金也因此闻名于世。但20年来,物理学界对黑洞蒸发总感到别扭。若霍金辐射正确,那么过去、现在、将来之间的连接将被割断,而这正是物理学赖以建立的基     

霍金推翻自己的黑洞理论

2004年7月21日,在爱尔兰首都都柏林举行的“第十七届国际广义相对论和万有引力”大会(GR17大会)上,《时间简史》的作者、英国剑桥大学富有传奇色彩的理论物理学家史蒂芬·霍金,向来自世界各地、齐聚一堂的科学家和记者宣布,他解决了物理学中重要的一个问题:黑洞究竟有没有破坏被其吞噬的信息。大会上,霍金演讲了他的最新发现,他宣告推翻了自己若干年前建立的著名黑洞理论,并重新讨论了信息守恒的问题。“30年来,这个一直困扰着我的问题终于得到解决,这真是太好了,”霍金在演讲中这样说道。他的有关论文将发表,他将在论文中进一步阐释他的新…     

人造黑洞的意义

2008年9月10日,欧洲大型强子对撞机终于完成首次运行测试,著名物理学家斯蒂芬.霍金认为这次实验将带来"物理学发现的黄金时代"。在天文学领域,黑洞让人既熟悉又陌生。谁都知道它是恒星衰竭坍塌后的产物,但尚无人亲眼见到。现在,欧洲     

物理学家创造出了一个非常小的黑洞

<正>科学家们用量子计算机探索了脱离黑洞的终极逃生路线。2022年，一组研究人员宣布，他们进行了一项涉及现代物理学中大部分神秘理论的实验，在量子计算机中模拟出了一对黑洞，并通过一段被称为虫洞的时空捷径在它们之间传送了一条信息。物理学家们称，这项成就是帮助理解引力和量子力学之间关系的又一个小小进展——引力塑造了宇宙，而量子力学主宰着粒子的亚原子领域。     

Blandford-Znajek效应对活动星系核中心黑洞热力学演化的影响

黑洞和普通热力学系统有许多相似之处,同样存在热力学四定律,但黑洞的热力学第三定律(即不可能通过有限的物理过程使黑洞的表面温度降为零)却被认为缺乏严格论证,对于一个普通热力学系统,由Nernst定理知道,系统温度T→0时,等温过程的熵变δS→0,S(T=0,y)为常数,与系统的状态参量y无关,而对转动的Kerr黑洞,其表面温度T→0时,S却与黑洞的状态参量有关,似乎总能通过有限步骤的等温、绝热等过程实现T=0,从而违反热力学第三定律,天体物理中Bardeen的薄盘吸积与Abramowicz和Lasota的厚盘吸积过程就是迄今认识到的黑洞热力学第三定律的两个难题.     

封面说明

正霍金预言黑洞能像普通黑体一样发出热辐射,引发了黑洞信息丢失之谜.黑洞信息丢失之谜反映了引力理论和量子理论之间的潜在冲突,引起了物理学家们的广泛关注.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.在量子隧穿图像下,计入辐射粒子反冲,可证明辐射谱为非热谱.而非热谱表明黑洞辐射粒子之间存在关联,使得黑洞辐射过程信息守恒.为了进一步研究黑洞辐射之间关联的原因,何东山和蔡庆宇给出了     

霍金提出新的黑洞理论

牛津大学著名物理学家史蒂芬·霍金2004年7月21日当众认输,推翻他1975年赖以成名的黑洞理论,承认黑洞并非可怕的物质“终结者”,由崩溃的星球形成的黑洞其实不会吞噬和消灭一切物质,而会保留被吞噬物体的细微痕迹,最后以残破的形式“吐”出来。霍金逢“赌”必输1997年,霍金同美国物理学家约翰·普雷斯基尔打赌时坚持自己的“黑洞悖论”,黑洞会摧毁它们吞噬的一切信息,后者则认为黑洞不可能使其内部物质的信息丧失,赌注则是一本《棒球百科全书》。霍金于2004年7月21日当众表示输掉了这场科学史上著名的赌赛,并送给普雷斯基尔一套棒球百科全书…     

霍金这一次要把骰子掷向何方?

2004年7月21日对于众多的黑洞物理学家来说是一个重要的日子。在爱尔兰都柏林举行的第17届国际广义相对论和引力大会上,坐在轮椅上的霍金,用他著名的、带有金属混响的人工合成声音庄严地宣称:“我想报告的是我已经解决了理论物理中的一个主要问题。”霍金用这句话做开场白,侃侃而谈,详尽地讲述了他关于黑洞     

黑洞辐射信息丢失之谜

黑洞为大众所熟知与霍金的科普著作<时间简史>有密切关系,但是黑洞这个概念早在18世纪已被提出.当时光以有限速度传播已经为科学家们所熟知,由此米歇尔(J.Michell)和拉普拉斯(P.Laplace)分别独立提出了黑洞(当时叫做暗星、即dark star)的想法:一定存在这样的星体,在它里面连光线都无法逃逸.他们使用经典力学的方法计算出来了此种星体的半径,令人惊奇的是,这个值竟然和100多年后施瓦兹(K.Schwarzschild)由广义相对论计算得出的施瓦兹黑洞的半径完全一致[1].     

斯蒂芬·霍金的一段简历

许多被认为是爱因斯坦的继承人的科学家将永远同黑洞的研究联系起来在人们的心目中,斯蒂芬.霍金(stephen.ukg)的形象很容易辨认,他被困在轮椅上,不能讲话,只用两个手指操纵一台计算机和声音合成器与外界联系,这就是霍金留给人们的最初印象。多年来,大众和科学界都这样评价。他     

离奇的灰洞

<正>对于一个不懂万有引力和弯曲时空的人来说,黑洞已经足够离奇。最近,霍金又提出,黑洞并不存在,灰洞才存在。如果一个物体(天体)有足够大的质量,那么,在万有引力的作用下,它最终会坍缩成黑洞,这是连光也看不见一缕的神奇天体。通常,这种天体的质量非常大,至少有三个太阳那么重。如果黑洞是"黑"的,那它可能将永存下去,因为它不会发射任何东西,包括光,也就没有消耗。不过在1974年,霍金指出,因为神奇的量子效应,黑洞并不"黑"。它会缓慢地辐射光以及其他粒子,只是速度很慢很慢。一     

从黑洞到灰洞

<正>从人们意识到黑洞的存在至今,黑洞一直是天文学家及物理学家最关注的领域之一。可就在大半年前,霍金突然说,黑洞并不存在,它其实应该是灰洞。不过,从黑洞到灰洞的道路似乎并不通畅,甚至也许根本不存在这样的路。可是就我看来,霍金的理论并没有任何计算支持,通篇文章只是文字,所以非常值得怀疑。我们在这篇文章中主要谈黑洞,最后提及灰洞,因为灰洞是还没有被验证的理论概念。照这么说,黑洞被验证了?是的,黑洞被间接验证了。为什么说间接?因为根据定义,黑洞是"黑"的,不会发光,也不能被望远镜直接看到,所以只能间接验证。黑洞并不绝对"黑":第一,黑洞周围被其吸进去     

霍金这次要把骰子掷向何方?

2004年7月21日对于众多的黑洞物理学家来说是一个重要的日子。在爱尔兰都柏林举行的第17届国际广义相对论和引力大会上，坐在轮椅上的霍金，用他名的、带有金属混响的人工合成声音庄严地宣称：“我想报告的是我已经解决了理论物理中的一个主要问题。”霍金用这句话做开场白，侃     

心是全息图

心的科学并不是大脑的特权。来自物理学、数学的探讨引起了人们的注意。根据这些探讨,有些科学家认为关于心的研究似乎并不一定非要集中在脑的研究上。 首先是曾因发现了神经元的突触电位而获诺贝尔奖的一位大脑生理学家,在1989年发表的一篇论文中,阐述了“是量子力学的概率在控制着脑中的分子生物学程序”的论点,指出了量子力学的重要性,从而在科学界引起了一场争论。 接着是一位因研究太空黑洞而著名的英国数学家写了一本名为