霍金的黑洞理论:哪些得到了证实?哪些还需要验证?

霍金是现代理论物理学家之一,由于霍金一直在和疾病进行斗争,从而广受大众熟知。直到霍金去世前的几天,他的最后一篇论文完成了发表。在黑洞的科学领域,霍金一直处在前沿工作,并提出了自己的理论,科学家验证了霍金的很多想法,但是也有部分理论尚未验证。

黑洞的真实性,已经在2019年的黑洞照片中得到明确的验证,霍金针对黑洞提出了“霍金辐射”、“黑洞面积”、“黑洞无毛”等理论,这些理论对于科学家研究极限天体黑洞,具有很大的参考和验证价值。

霍金辐射理论——黑洞并非永恒的天体:

黑洞作为目前物理学的极限天体,很多科学家认为黑洞是一个几乎永恒的天体,然而霍金提出霍金辐射理论,认为黑洞也会逐渐“蒸发”消失。

霍金辐射理论认为,真空中会不断产生成对的虚粒子,成对的虚粒子会快速产生,快速碰撞泯灭,两个粒子的诞生和泯灭并不会对真空环境产生影响。在黑洞周围的真空环境中,也会出现虚粒子,但是黑洞的巨大引力,可能会将其中一个虚粒子吸入黑洞,而另一个粒子逃离。

虚粒子无法产生碰撞泯灭,虚粒子也就成为了实粒子向外逃逸,黑洞周围产生了“有无到有”的过程,实粒子的逃离,会携带走黑洞的一部分能量,进而产生霍金辐射。


想要检测到霍金辐射,就需要对黑洞进行观测,这对于目前的人类科技来说过于困难,但是科学家找到了一种全新的方式——利用声音模拟黑洞。科学家利用声波模拟,代替真正的黑洞,经过物理学检测,发现了等效的霍金辐射。

“声波模拟黑洞”并不能验证真实黑洞确实存在霍金辐射,但为霍金辐射的真实性提供了间接证据。如果霍金辐射真的存在,那么宇宙中的黑洞也将在未来逐渐蒸发消失,随着宇宙的膨胀,整个宇宙空间都会成为一片“虚空”,没有任何天体,温度也会无限接近绝对零度。


黑洞面积理论、黑洞无毛理论——黑洞吞噬的信息在哪:

宇宙中黑洞的出现,让量子力学的信息守恒受到了冲击,黑洞吞噬的物体,似乎就会被抹去一切信息,黑洞就像是一个巨大的信息删除机器,信息守恒在黑洞身上似乎完全不适用。

早期黑洞研究时,霍金提出“黑洞无毛”理论,也就是表示黑洞是一个光滑的天体,但是在2016年,为了确保信息守恒,霍金表示黑洞或许并非光滑的天体,而是在表面存在“软毛”的天体,黑洞吞噬的物体信息,都会储存在黑洞的面积里,由于“软毛”的存在,黑洞的面积远比观察到的更大。

如果黑洞存在“软毛”,那么黑洞就非常类似人类的大脑皮层,大脑皮层通过褶皱增加表面积,进而提高大脑的记忆量和功能,黑洞则是通过“软毛”增加表面积,从而保留吞噬的物体信息。


黑洞究竟是一个光滑的天体,还是存在“软毛”的天体,没有人知道真正的答案,毕竟黑洞的表面并非轻易就能观测,如果黑洞存在“软毛”,那就意味着坠入黑洞的物体都有逃逸的可能性。

黑洞会随着霍金辐射逐渐蒸发,如果科学技术足够先进,就可以将从黑洞逃逸的所有粒子捕捉,再通过黑洞的“软毛”获取吞噬天体的信息,就可以重新组装粒子,还原被黑洞吞噬的天体。

而且由于黑洞的引力作用,黑洞内部的时间流逝非常缓慢,对于被黑洞吞噬的物体来说,可能仅仅度过了几个小时,黑洞就像是一个穿越到未来的秘密通道,前提是有人愿意为你重组粒子~


总结:

霍金对黑洞科学做出了很大的贡献,很多对宇宙的猜想都被证明是对的。

但是霍金也提出过一些悲观的预言,比如外星人入侵、智能AI接管地球、地球环境剧变等等,并且表示地球留给生命的时间只有100年左右。虽然霍金可能只是随口说出这些预言,但也引起了很多人的关注,毕竟宇宙是一个未知世界,任何灾难都有可能发生!

尽管霍金在很多方面都是正确的,但是我们还是希望霍金对于地球末日的预言是错误的~