可怕的黑洞无毛定理,黑洞中的所有信息都将丧失【图】

2018-12-28 11:34:04 来源:www.tansuoyuzhou.cn 作者:zl001

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自从黑洞理论被提出之后,一直一来黑洞都是作为宇宙中的大BOSS一般的存在的,而这个关于黑洞的“无毛定理”,又究竟是什么呢?其实并不难理解,然而再明白了无毛定理的实质之后,你会发现,原来黑洞竟然是这么一回事……

一、无毛定理是什么

光是听无毛定理这个名字,自然是无法理解其中的含义的。所谓的无毛定理,指的是:“无论什么样的黑洞,其最终性质仅由几个物理量唯一确定”。即当黑洞形成之后,只剩下这三个不能变为电磁辐射的守恒量,其他一切信息(“毛发”)都丧失了,黑洞几乎没有形成它的物质所具有的任何复杂性质,对前身物质的形状或成分都没有记忆。

无毛定理让物理学家理解中的黑洞,变成了一种极为简单的存在,至于为何这样说呢。这是因为,对于物理学家来说,一块方糖是极为复杂的物体,因为对它们的完整描述,即包括它们的原子和原子核结构在内的描述,需要有亿万个参量。与此相比,一个研究黑洞外部的物理学家就没有这样的问题,因为无毛定理,让人知道了黑洞是一种极其简单的物体,如果知道了它的质量、角动量和电荷,也就知道了有关它的一切。

说实话,一开始,这种无毛定理其实也只是一种猜测罢了。20世纪70年代后,无毛定理才得到了严格的数学证明,这是包括默东天文台的布兰登·卡特和澳大利亚的加里·班亭在内的理论物理学家15年努力的结果。他们证明,描述一个平衡态黑洞周围的时空几何只需要3个参量,从而证实了惠勒的表述。

二、无毛定理的应用实例

了解了无毛定理,也知道这并不是子虚乌有的,对于实际应用当中,无毛定理也是非常的重要。黑洞的参量是可以精确测量出来的,尽管是借助于理想实验。可以把一颗卫星放在围绕黑洞的轨道上,并测量卫星的轨道周期,从而得到黑洞的质量。黑洞的角动量可以通过比较朝向视界的不同部分的光线的偏转来测量。