黑洞|奇怪的数学术语，改变了我们对黑洞的整个看法霍金

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黑洞和白洞的数学推理运算
黑洞正变得越来越奇怪。当科学家们在20世纪70年代首次确认黑洞的存在时，我们认为它们只是简单的、毫无生气的天体。后来，英国著名物理学家斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）发现，黑洞并不完全是黑色的，它们实际上会散发热量。现在，两位物理学家已经意识到，这些有点暗的物体也会对它们周围的环境施加压力。

英国苏塞克斯大学的物理学教授泽维尔·卡尔梅特（Xavier Calmet）表示：“这种简单的、非旋转的黑洞有压力和温度，这完全是一个惊喜，令人兴奋不已。 ”
连光都无法逃离黑洞
卡尔梅特和他的研究生福克特·柯伊珀斯（Folkert Kuipers）当时正在研究黑洞视界附近的量子效应，这是一件极其难以确定的事情。为了解决这个问题，研究人员采用了一种技术来简化他们的计算。就在他们工作的时候，一个奇怪的术语出现在他们的数学解法中。
经过几个月的困惑，他们意识到这个新发现的术语的含义：它是黑洞产生的压力的表达。在此之前，没有人知道它存在的可能性，这改变了科学家对黑洞以及与宇宙其他部分关系的看法。
霍金的推理
【黑洞|奇怪的数学术语，改变了我们对黑洞的整个看法】黑洞使时空扭曲
20世纪70年代，霍金成为第一批应用量子力学试图理解视界发生了什么的物理学家之一。视界是指黑洞周围的区域，在这个区域之外，任何东西，甚至光，都无法逃脱。在此之前，每个人都认为黑洞是简单的天体。
根据广义相对论，即引力理论，第一次提出黑洞可能存在，事件视界根本没有什么值得注意的。视界是黑洞的“边界” ，定义了离开黑洞需要比光速更快的速度移动的区域。但这只是空间中的一种假想，如果你碰巧穿过了它，你甚至不会意识到自己已经穿过了，直到你试图转身离开。
霍金改变了这一切。他意识到，量子泡沫（指的是在时空的真空中不断出现和消失的粒子海洋）可以影响对事件视界的简单看法。有时，成对的粒子会从时空的真空中自发地出现，然后在瞬间的能量中相互湮灭，使真空恢复到原来的状态。
黑洞在扩大
但当这种情况发生在离黑洞太近的地方时，其中一个会被困在视界后面，另一个则会逃脱。黑洞保留了逃逸粒子的能量情况，因此它必须失去质量。
这个过程现在被称为“霍金辐射” ，正是通过这些计算，我们发现黑洞并不是完全、百分之百的黑，它们会发光。这种发光被称为“黑体辐射” ，意味着它们也有热量和熵（又称：无序），以及我们通常用于冰箱和汽车引擎等更普通物体的所有其他术语。
一个有效的技术
黑洞雏形
霍金专注于量子力学是如何影响黑洞附近，但这并不是故事的全部。量子力学不包括万有引力，对事件视界附近发生的事情的完整描述必须包括量子引力，或者描述在极小的尺度下引力有多强。
自20世纪70年代以来，许多物理学家都在尝试发展量子引力理论，并将这些理论应用于视界物理学。最新的尝试来自卡尔梅特和柯伊珀斯的新研究，发表在9月的《物理评论D》杂志上。
卡尔梅特说：“霍金具有里程碑意义的直觉，他认为黑洞不是黑色的，而是具有与黑色非常相似的辐射光谱，这使黑洞成为研究量子力学、引力和热力学之间相互作用的理想实验室。 ”
璀璨星空下的黑洞
在没有完整的量子引力理论的情况下，两人使用了一种被称为“有效场理论”的近似技术。这个理论假设在量子层面上的引力是弱的，这个假设允许你在计算中取得一些进展，而不会让一切都分崩离析，就像量子层面上的引力被建模为非常强时所发生的那样。虽然这些计算不会揭示事件视界的全貌，但它们可能提供黑洞周围和内部的见解。