万能光子球，能解决黑洞信息悖论吗？看看天文学家如何回答

maxer

黑洞究竟是如其外表上简略，仍是有许多信息暗藏在表象之下呢？
实际上，一些潜伏的系在行星可能会是极小型黑洞


咱们能解决黑洞信息悖论吗？（图片来源：美国国度航空航天局）
黑洞究竟是如其外表上简略，仍是有许多信息暗藏在表象之下呢？


迷信家提出一些实践以试图解释所谓的黑洞信息悖论，他们以为黑洞比狭义相对于论所说的要繁杂很多。咱们在将来关于光子球（黑洞边沿的旋转光带）的观测将验证这些实践的正确性。
黑洞中的信息是未解之谜
信息悖论
按照阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对于论，黑洞简略得出奇。黑洞的品质、电荷和自旋，这就是黑洞的所有。事实上，黑洞拥有宇宙中最简略、最易懂的特点。


不言而喻的简略性却形成了悖论，使人百思不得其解。20世纪70年代，著名天体物理学家史蒂芬·霍金意想到黑洞并不是是彻底呈黑色的。与此相同，它们经过一个奥妙的量子力学进程向外放出辐射，这个进程产生于它们的视界或黑洞的界限上。任何事物，包罗光都无奈从那里逃逸。


黑洞简略到只能用三个数字来形容。因此一切信息，一切落入黑洞的物资的信息，似乎都被永久封存。不论黑洞是由逝去的恒星和星际尘埃建造，仍是由猫建造，只有这两个黑洞拥有相反的自旋、品质和电荷，它们就会是相反的。
在霍金最后的辐射进程公式中，辐射并无带走任何信息。然而，当黑洞收回辐射时，它会蒸发，终究彻底隐没，这就是所谓的黑洞信息悖论。假如一些信息落入一个黑洞，而信息无奈被覆灭，那末当黑洞隐没时，一切的信息都去了哪里？


在过来的几十年里，得多信息悖论的解释显现。有些波及到咱们对狭义相对于论的常识扩展，有些波及到将狭义相对于论与咱们对量子力学的了解结合起来，有些则奇异至极。
截至目前，一切解释信息悖论的尝试都没有失掉证明。间接视察黑洞是十分难题的，由于咱们通常只在黑洞与四周环境互相作用（一般为吞下少量气体或尘埃）或它们合并并释放引力波时能力看到它们。
但在2019年，这所有产生了变动：过后一个名为“事情视界望远镜”的寰球望远镜零碎协同任务，拍摄了一幅位于室女座星系核心的M87*超大品质黑洞的图象。
这一图象震撼人心，令人印象粗浅。图象核心的幽暗虚空是黑洞视界投射的暗影，禁止黑洞面前任何光线的穿透。黑洞旁的等离子体过热，收回幽灵般的光环，光环包抄着这个浮泛。


光子球：存在于黑洞视界中
这张图片能告知咱们黑洞视界的实在性质吗？
黑洞自身的视界远小于其暗影，但因为黑洞左近空间的极度歪曲，暗影显得极大。乏味的是，作为空间极端歪曲的后果，光子球位于视界和暗影边沿之间。光子球是黑洞左近的一个区域，那里的重力十分强，以致于光自身能够环抱黑洞旋转。
该区域的轨道不不乱：光子能够盘绕黑洞旋转几圈，但它们不会永久停留。终究，它们会泄露，在黑洞四周造成一个薄而可见的光环。


在经典的狭义相对于论中，光子球十分薄，简直不存在，并且十分强劲，无奈在事情视界望远镜拍摄的M87*黑洞的图象中观测到。
如今，一组钻研人员在试图解释黑洞信息悖论的实践中钻研了光子球的特性。他们发现一些繁杂的对于黑洞视界的实践会影响四周的环境，包罗光子球。该钻研小组在最新颁发于预印预收录数据库的一篇论文中写道，在一些实践中，光子球可能会更宽，因此对咱们来讲会更亮堂。


只管变动已泛起，但经典相对于论对光子球的预测和这些外来模型的预测之间的差别仍过小，无奈用事情视界望远镜观测到。但它拍摄到的这张惊人图象不会是咱们拍摄到的最初一张黑洞照片。将来咱们对M87*黑洞和其余超大品质黑洞的钻研将提供更高分辨率的图象。假如咱们可以解析光子环，钻研它的宽度和亮度，将找到无关视界性质的线索，并终究解释黑洞信息悖论。
BY:Paul Sutter
FY: 木乙山
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