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RBB-119黑洞?它们就像一个全息图

物理学 2022-01-24 23:59:12

国际高级研究学院(SISSA) 研究人员所做的是将全息原理应用于黑洞

这样,它们神秘的热力学性质就变得更容易理解了:专注于预测这些物体有很大的熵,并从量子力学的角度观察它们,你可以像描述全息图一样描述它们:它们有两个维度,其中重力消失了,但它们在三维空间中再现了一个物体

信用:Gerd Altmann为PIxabay 根据SISSA、ICTP和INFN的新研究,黑洞可能就像全息图,其中产生三维图像的所有信息都被编码在二维表面上

正如量子理论所证实的那样,黑洞可能非常复杂,并且在二维空间中聚集了大量的信息,就像自然界中最大的硬盘一样

这一想法符合爱因斯坦的相对论,该理论将黑洞描述为三维、简单、球形和光滑的,正如2019年流传的第一张黑洞图像所描绘的那样

简而言之,黑洞看起来是三维的,就像全息图一样

这项研究将两种不一致的理论结合起来,最近发表在《物理评论十》上

黑洞的奥秘 对于科学家来说,黑洞提出了令人生畏的理论挑战,原因有很多

例如,他们是理论物理在将爱因斯坦广义相对论的原理与量子引力物理的原理结合起来时遇到的巨大困难的杰出代表

根据相对论,黑洞是没有信息的简单物体

根据量子物理学,正如雅各布·贝肯斯坦和斯蒂芬·霍金所说,它们是最复杂的现有系统,因为它们的特点是巨大的熵,这衡量了一个系统的复杂性,因此包含了大量的信息

适用于黑洞的全息原理 为了研究黑洞,这项新研究的两位作者弗朗切斯科·贝尼尼(SISSA教授、ICTP科学顾问和INFN研究员)和保罗·米兰(SISSA和INFN研究员)使用了一个被称为全息原理的30年前的想法

研究人员写道,“这个革命性的、有点违反直觉的原理提出,在给定的空间区域中,重力的行为可以用另一种不同的系统来描述,这种系统只存在于该区域的边缘,因此在更小的维度上

更重要的是,在这个替代描述(称为全息)中,引力并没有明确出现

换句话说,全息原理允许我们使用不包含重力的语言来描述重力,从而避免了与量子力学的摩擦

" 贝尼尼和米兰所做的是将全息原理应用于黑洞

通过这种方式,它们神秘的热力学性质变得更容易理解:专注于预测这些物体有很大的熵,并从量子力学的角度观察它们,你可以像全息图一样描述它们——它们有两个维度,其中重力消失了,但它们在三维空间复制了一个物体

从理论到观察 这项研究只是深入理解这些宇宙物体以及量子力学与广义相对论交叉时表征它们的性质的第一步

当天体物理学的观测正在经历一个不可思议的发展时,现在一切都变得更加重要

只要想想对黑洞融合产生的引力波的观察,这是LIGO和处女座合作的结果,或者事实上,是由事件视界望远镜制造的黑洞产生了这幅非同寻常的图像

在不久的将来,我们可能能够通过观察来检验我们关于量子引力的理论预测,比如在这项研究中做出的预测

从科学的角度来看,这绝对是一件非同寻常的事情

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