走向统一的自然力 超弦理论:四种自然力走向统一的一种尝试(Ⅳ)

正(5)进一步发展超弦/M理论,既然作为认识宇宙的"终极理论",就应当能够解释宇宙学中的诸多问题,例如黑洞,因此,在超弦理论第二次革命以后,超弦/M理论的一个重要发展就是黑洞物理的研究。从超弦/M理论看黑洞20世纪60年代末、70年代初,许多物理学家,包括克里斯托多罗(D.Christodoulou,1951~)、伊思雷尔(W.Israel,1931~)、普赖斯(R.Price)、卡特尔(B.Carter,1942~)、克尔(R.Kerr,1934~)、罗宾森(D.Robinson)、霍金和彭罗斯,都发现黑洞和基本粒子     

从霍金的新思想看物理学中的联系与反联系规律

 一按照爱因斯坦广义相对论的理论,宇宙间存在着一个巨大的暗天体,1969年,美国物理学家约翰·惠勒称这种暗天体为“黑洞”,意思是“引力完全坍缩物体”。经典物理认为,黑洞有一个封闭的视界面,即黑洞的边界。外来的物质能够进入视界,而视界内的任何物质均不能逃出视界。黑洞只能吸收,不能发射,因而是漆黑一团。对于这种观点,历来没有人怀疑。1974年,英国坐在轮椅上的青年物理学家史蒂芬·霍金(1942～)对上述关于黑洞的经典理论提出了挑战,发表了关于黑洞辐射的著名论文,在物理学界引起震动。     

关于黑洞辐射问题的分析

 英国著名物理学家史蒂芬·霍金教授关于黑洞辐射的见解对量子力学和天体物理学的发展产生了重大影响。但是用测不准关系来衡量他的见解,我们不难发现这样的问题:黑洞中的粒子位置越精确,那么这个粒子本身所具有的动量越不准确,反之粒子的动量越精确,那么就越难描述粒子所在的准确位置。本文在此基础上结合测不准原理重新分析了黑洞的辐射现象,提出了一点自己的想法。     

SL(n,R)户田黑洞的隧穿效应

由于SL(n,R)户田黑洞具有很好的数学结构,是研究黑洞物理较为理想的场所.本文主要研究其黑洞的霍金辐射,以及相关信息丢失问题.为了简单,只考虑在四维静态球对称SL(n,R)户田黑洞下,通过计算静止质量为零的粒子在事件视界附近隧穿效应来研究霍金辐射.在粒子的隧穿过程中,利用能量守恒并考虑了隧穿粒子对背景时空的反作用.获得粒子通过事件视界的隧穿概率取决于粒子出射前后黑洞熵的变化,并在此基础上讨论了其信息丢失问题,在满足一定条件下,我们的结果与RN黑洞和施瓦茨黑洞的结果一致.     

动态球对称Einstein-Yang-Mills-Chern-Simons黑洞的霍金辐射

用Hamilton-Jacobi方法研究了动态球对称Einstein-Yang-Mills-Chern-Simons 黑洞事件视界处的隧穿辐射特征及其黑洞事件视界处的温度. 其结果表明,黑洞温度及隧穿率与黑洞的固有性质及其动态特征有关. 这对于进一步研究动态黑洞的热力学性质及其相关问题是有意义的. 其方法的重要意义在于研究这类动态黑洞的霍金辐射时, 不仅适用于标量场隧穿辐射的情形, 同时也适用于研究旋量场、矢量场以及引力波的隧穿辐射. 关键词： Einstein-Yang-Mills-Chern-Simons黑洞 霍金隧穿辐射 Hamilton-Jacobi方程     

解读霍金有关黑洞的说法

<正>斯蒂芬·霍金,这个在轮椅上过了大半辈子,却对理论物理中的黑洞研究作出非凡贡献的当代科学传奇人物,再次以他与黑洞有关的最新见解而震惊世界。据媒体报道,说他在日前发表的一篇论文中否定了自己过去的说法,认为黑洞其实是不存在的。黑洞与霍金齐名,在物理学的专业词汇中,恐怕很难找出别的术语,能比"黑洞"一词更深入公众之心。40年之前,史蒂芬·霍金将量子论引入了黑洞的经典理论,提出霍金辐射(Hawking Radiation)的观     

科学大师霍金的中国缘

斯蒂芬·威廉姆·霍金,一位充满传奇色彩的物理天才和令人折服的生活强者.卢伽雷氏症将他禁锢在一张轮椅上达40年之久,他却证明了著名的奇性定理和黑洞的面积定理,成了继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家.     

黑洞问题例析

上世纪70年代霍金提出了黑洞蒸发理论,这不仅从根本上改变了人们对黑洞的认识观念,也使人们对黑洞产生了一些全新的认识,黑洞问题也成为当今世界最具有挑战性、也最让人激动的研究课题之一.     

黑洞面面观

 黑洞是目前物理学和天文学研究的一个热点。黑洞性质涉及到物理学的基本规律和时空属性,现有的发现暗示人们:热力学与时空性质之间可能存在着深刻的内在联系,对黑洞理论的进一步探索有可能导致物理学的另一场革命。因此自20世纪60年代以来,黑洞研究吸引了越来越多的爱好者的注意。特别是自1973年霍金发现黑洞存在热辐射之后,黑洞理论已发展为一个包括量子论、相对论、统计物理、天体物理和微分几何在内的多学科理论,黑洞研究已成为多学科的交叉点。黑洞的形成黑洞是如何形成的呢?我们知道:通常的恒星是靠万有引力的吸引效应将物质聚集在一起。     

彭罗斯对广义相对论和黑洞理论的贡献

这篇文章列出了2020年诺贝尔物理学奖获得者彭罗斯对广义相对论和黑洞理论做出的重要贡献.它包括著名的奇点定理、彭罗斯图、彭罗斯过程和宇宙监督假设等.介绍了彭罗斯和霍金之间的友谊和合作.也简要介绍了另两位2020年诺贝尔物理学奖获得者根泽尔和盖兹对存在于银河系中心的超大质量致密天体的发现.     

超强激光与“霍金-安鲁辐射”实验研究进展综述

对利用激光进行霍金-安鲁辐射实验的研究现状和实验挑战点等方面进行综述。霍金-安鲁辐射是量子引力理论的重要推论之一。对其进行实验观测研究,将对量子引力理论、大统一理论、乃至万物终极理论的发展具有重要推动作用。霍金-安鲁辐射可以通过强激光、储存环、潘宁阱、声学、玻色-爱因斯坦凝聚等各种实验手段加以研究,其中借助强激光有两类方法:人工光学黑洞和强激光加速。前者是利用介质的非线性效应,产生一个光波传播的视界,进而对视界附近的量子现象,包括霍金-安鲁辐射,进行研究;后者是利用超强激光场对电子施加的超高加速度来研究电子的霍金-安鲁辐射等特性。     

原初黑洞

本文介绍了半经典量子引力论和霍金蒸发,讨论了原初黑洞性质,着重介绍了背景辐射四极矩各向异性的发现以及用大统一理论和原初黑洞蒸发解释宇宙物质非对称问题的讨论。     

黑洞及其研究简况

 1939年美国科学家奥本海默和佘德尔从广义相对论出发提出具体黑洞的概念,从而翻开了人类对天体研究的新的一页。短短几十年,黑洞一直成为天体物理学家研究和讨论的热点,形成了黑洞物理学。一、经典黑洞从1915年爱因斯坦广义相对论的建立而预言黑洞存在,许多科学家对其展开了研究,并认为它是由天体坍缩形成的超致密的区域(包括光在内的任何物质都不能从该区域逃逸)。根据黑洞的不同特性将黑洞分成各种不同类型。根据质量不同将其分为小型黑洞、中型黑洞、巨大黑洞。所谓巨大黑洞是指质量超过太阳质量的100万倍以上的黑洞,它在黑洞的研究中占有重要的地位,一度认为黑洞事件视界直径与黑洞质量成正比。     

“关于黑洞辐射问题的分析”文中的两个问题

 在《现代物理知识》2003年第一期中的“关于黑洞辐射问题的分析”一文中,作者对几个问题出现了错误的理解和计算。先分别列举如下:一、说“霍金是这样理解黑洞蒸发的:如果在黑洞中有一颗粒子,它的位置在黑洞中被很好的定义,这意味着它的速度不能被精确的定义。所以粒子的速度就有可能超过光速,这使得它可能从黑洞中逃逸出来,粒子就这样缓慢地从黑洞中泄露出来。”实际情况却非如此。霍金在1974年解释黑洞辐射时指出:黑洞的辐射只有通过量子效应来实现。黑洞附近的真空产生虚粒子对,虚粒子对在不断的产生和消失,虚粒子对的质量与能量涨落关系符合爱因斯坦的质能关系,寿命遵从不确定性原理。     

原初黑洞

本文介绍了半经典量子引力论和霍金蒸发,讨论了原初黑洞性质,着重介绍了背景辐射四极矩各向异性的发现以及用大统一理论和原初黑洞蒸发解释宇宙物质非对称问题的讨论。     

宇宙魂--霍金

文章较全面地评述了著名物理学家霍金的科学生源、科学精神、宇宙观和人生观。     

时间之箭知几许?

 四、黑洞的时间之箭1972年,著名物理学家惠勒(J．A．Wheeler)和他的研究生贝肯斯坦(J．D．Bekenstein,现任以色列纳吉夫大学教授)一起,提出一个关于黑洞的关键性见解,即当星体发生引力坍缩形成黑洞或外物落入已经形成的黑洞时,星体物质或外物部将毫无例外.     

推荐一本好书——《黑洞与弯曲的时空》

爱因斯坦创立的广义相对论预言和描述了一朵至今尚未发现的灿烂鲜花———黑洞 黑洞起初被视为恒星演化的最终归宿 ,后来才发现它有着复杂的结构和丰富的内涵 它不仅有一般的力学性质 ,而且有量子性质和热性质 黑洞不是星体的演示终结 ,而是天体演化的一个中间阶段 ,它有着充沛的生命力 黑洞有温度、有热辐射 ,它的表面积正比于黑洞熵 黑洞具有负的热容量 ,发出热辐射后自身温度不仅不降低 ,反而会升高 ,因此小黑洞会发生大爆炸 研究表明 ,黑洞还有可能是通向其它宇宙的虫洞的入口 著名科学家彭若斯和霍金在发展黑洞理论的同时 ,还证…     

光学黑洞可以在实验室中生成

瑞典和苏格兰物理学家声称黑洞可以在实验室中造出来。他们的计算表明,得益于凝聚态物理研究的最新进展,可以创造出一个光学黑洞来吸取和捕集光的颜色,就像天文学黑洞吸引物质一样。 这两位研究人员发掘出Ｗａｌｔｅｒ Ｇｏｒｄｏｎ在１９２３年的一篇论文,从爱因斯坦的时空度规变化的相对论出发,认识到时空实际是一个媒介,因而任何运动的介电媒体对光都是一个引力场。但是,要观测到奇妙的黑洞效应,光在介质中的速度必须比介质的速度要慢。 美国物理学家最近在玻色一爱因斯坦凝聚物质方面的研究结果表明这一点是可行的：在铆原子的…     

静态 dilaton 黑洞中带电磁荷粒子的隧穿效应

利用Parikh 和 Wilczek的隧穿模型,在Gibbons-Maeda dilaton 黑洞时空中,通过计算带有电荷和磁荷的粒子在事件视界上的隧穿概率,研究了该黑洞的Hawking辐射.在粒子的隧穿过程中,强调了时空的能量守恒和电磁荷守恒,考虑了隧穿粒子对背景时空的反作用.计算表明,在Gibbons-Maeda dilaton 黑洞时空中,带电磁荷的粒子通过事件视界的隧穿概率取决于粒子出射前后黑洞熵的变化.这表示,黑洞辐射过程中可以满足信息守恒和量子理论的幺正性. 关键词： 黑洞 霍金辐射 量子理论