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霍金与黑洞之谜
篇一:霍金黑洞pdf
霍金与黑洞之谜
[摘要]
自史蒂芬·霍金提出黑洞理论以来,虽然黑洞的存在与否至今尚未得到验证,但是由此而引发的围绕"黑洞理论"而生的各种观点层出不穷,本文在对黑洞进行基本概述的基础上,分析其特性,并就目前黑洞研究中的"信息佯谬"与"奇性困难"两个争论比较激烈的问题进行探讨分析.并进一步就最近发现的具有强磁场的中子星进行探索,由此对黑洞的诞生理论形成巨大挑战.
[关键词]霍金黑洞pdf。
黑洞理论 信息佯谬
[正文]霍金黑洞pdf。
霍 金 （１９４２— ？），英国 理论物理学家，世界公认的引力物理科学巨人。科学界经常把霍金与牛顿、爱因斯坦相提并论。霍金在剑桥大学任牛顿曾担任过的卢卡逊数学讲座教授之职，他对量子宇宙论的发展作出了杰出的贡献。１９７４年，当选为英国皇家学会最年轻的会员。霍金黑洞pdf。
2004年7月21日，英国科学家霍金宣称他已经解决了黑洞信息悖论(又称黑洞信息佯谬)，这立即成为轰动一时的头条新闻。黑洞信息悖论是他本人于1976年发现的。然而近三个月以来，知名科学家纷纷对他的新论表示怀疑，物理学界对于霍金新论的反应可以用一句话来概括：“请告诉我们具体的证明方法”。
在都柏林举行的第17次广义相对论研讨会上，尽管霍金提交了
描述这一新理论的提纲，但以数学方法研究物理问题著称于世的他，至今并未发表论文阐释其理论的具体数学推演步骤。
在了解霍金如何解决黑洞信息悖论前，先回顾一下这个悖论的产生。所谓黑洞，是时空的一个区域，这个区域内的引力非常强大，以至于任何东西，甚至光都不能从中逃逸出来。长期以来，科学家们认为黑洞会吞噬一切。但1974年，霍金提出，黑洞一旦形成，就会“蒸发”辐射出能量，同时损失质量，这种辐射亦称为“霍金辐射”。 霍金这一理论是黑洞研究中的一个重大进展。但与此同时，他又制造出了一个新的难题。霍金在1976年的另一篇论文中对此做出阐述：黑洞辐射并不含有任何黑洞内部的信息，在黑洞损失殆尽之后，所有信息都会丢失。而根据量子力学的定律，信息是不可能被彻底抹掉的，霍金的说法产生了矛盾，这就是“黑洞信息悖论”。
当时霍金辩称，黑洞的引力场过于强大，量子力学的定律并不适用，但他这种解释并不令学术界感到信服。哈佛大学物理学家施特勒明格就直言“我并不相信霍金1976年的理论，尽管我不知道他的计算到底错在哪里”。
大约10年前，物理学家发现了用弦理论分析黑洞的方法，这种方法得到科学界的普遍认可。分析结果显示，弦理论同霍金的理论产生了冲突。不幸地是，弦理论也并未表明霍金1976年的推演错在哪里。那么结果自然是：要么霍金错(但物理学家认为他的论证简洁而优美)，要么弦理论的假设之一是错误的(该理论本应是对世界本源的一个巨大发现)。
与1976年的分析方法不一样，霍金新理论所使用的方法是基于普林斯顿大学理论家马德西纳的最新研究成果。简言之，霍金认为，假如经过很长的时间段，黑洞完全蒸发时，幺正性(量子物理学的最基本属性)和信息都能被令人满意地保存住。仅仅在中间阶段，那时黑洞仍在蒸发，将出现信息丢失的情况。但是这一分析并未详细表明信息如何出现，也未表明他是怎样调和1976年理论与较近时弦理论计算结果间的矛盾。
这令许多物理学家丈二和尚摸不着头脑。耶路撒冷希伯来大学的贝肯施泰因教授说，“我当时虽在都柏林与会，但根本不知所云，我的同行们也有同感”。加州理工大学索恩教授称，这“可能需要专家们费时数年才能达成一致看法”。有一些专家对霍金尚未发表论文就急下断言的态度表示不满，但也有一些人对霍金现在终于赞同弦理论家坚持了10年的理论而感到暗自得意——尽管霍金的本意并非如此。像贝肯施泰因这样的一些人认为，早在霍金新论出现之前，信息悖论就已经被解决了。
但其他人则认为，即使是由霍金和线性理论一起来论证，也未必就已万事大吉。哈佛大学物理学家瓦法认为，若要清楚地解决这一悖论还有许多研究要做：“黑洞幺正性问题牵涉这么多方面，很难相信一篇论文就能全部解决——不管这篇论文的作者是谁！”
参考文献
《霍金传》 作者: （英）怀特
《探索宇宙奥秘的思想家霍金》作者: 张友谊著