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天体物理学家说宇宙中的所有大物体最终都会蒸发

2023-06-07 14:15:30生活自然的汉堡

根据量子力学,真空态由经历自发产生和湮灭过程的虚粒子对组成。在存在背景场的情况下,这些量子涨落可以变成真实的粒子对。这种过程最突出

根据量子力学,真空态由经历自发产生和湮灭过程的虚粒子对组成。在存在背景场的情况下,这些量子涨落可以变成真实的粒子对。这种过程最突出的例子是施温格效应,它预测在存在电场的情况下会产生带电粒子对。在一项新的研究中,拉德堡德大学的天体物理学家展示了弯曲时空中局部引力粒子产生机制的存在,类似于电场的施温格效应。

天体物理学家说宇宙中的所有大物体最终都会蒸发

“利用量子物理学和爱因斯坦引力理论的巧妙结合,斯蒂芬霍金认为,粒子对的自发产生和湮灭必须发生在事件视界附近,”拉德堡德大学科学家迈克尔旺德拉克和他的同事说。

“一个粒子和它的反粒子从量子场中非常短暂地产生,之后它们立即湮灭。”

“但有时一个粒子落入黑洞,然后另一个粒子可以逃脱——霍金辐射。”

“根据霍金的说法,这最终会导致黑洞蒸发。”

在他们的新研究中,研究人员重新审视了这个过程,并调查了事件视界的存在是否确实至关重要。

他们结合了物理学、天文学和数学的技术来研究如果在黑洞周围产生这样的粒子对会发生什么。

他们证明,新粒子也可以在远超这个视界的地方被创造出来。

“我们证明,除了众所周知的霍金辐射外,还有一种新的辐射形式,”该研究的第一作者 Wondrak 博士说。

“我们表明,在黑洞之外,时空曲率在产生辐射方面起着重要作用,”共同作者 Walter van Suijlekom 博士补充道。

“粒子已经被引力场的潮汐力分开了。”

以前认为没有事件视界就不可能有辐射,但作者发现这个视界是不必要的。

“这意味着没有事件视界的物体,例如宇宙中古老恒星的残余物和其他大型物体,也有这种辐射,”合著者 Heino Falcke 博士说。

“而且,经过很长一段时间后,这将导致宇宙中的一切最终蒸发,就像黑洞一样。”

“这不仅改变了我们对霍金辐射的理解,也改变了我们对宇宙及其未来的看法。”

该团队的论文发表在《物理评论快报》杂志上。

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