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科學家證實霍金的黑洞理論是正確的, 愛因斯坦的世紀難題終被解開

科學家

證實一項新的研究表明,已故著名科學家

霍金

黑洞

面積定理是正確的,

愛因斯坦

的世紀難題終被解開。科學家用引力波證明了這位英國著名物理學家的理論,這可能會導致揭開更多的宇宙底層規律。該定理由霍金在1971年闡述,它是以愛因斯坦的廣義相對論為跳板,得出結論:黑洞的表面積不可能隨著時間的推移而變小。該定理與熱力學第二定律平行,霍金認為封閉系統的熵(無序)不會隨時間而減少。由於黑洞的熵與其表面積成正比,兩者都必須繼續增加。隨著黑洞吞噬更多的物質,它的質量和表面積也在增加。

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但是隨著它的生長,它也會旋轉得更快,從而減小它的表面積。霍金定理認為,由於增加的質量而增加的表面積總是大於由於增加了的自旋而減少的面積。該研究發表在《物理評論快報》上,其合著者之一威爾法爾表示,他們的發現表明,黑洞區域是一種基本而重要的東西。他的同事馬克西米利亞諾在接受生活科學採訪時表示:黑洞有一個熵,它與它們的面積成正比。這不僅僅是一個有趣的巧合,這是他們揭示的關於宇宙的深刻事實。該研究團隊的結論基於2015年加州理工學院和麻省理工學院先進鐳射干涉儀引力波天文臺(LIGO)觀測到的引力波資料。

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引力波是1916年阿爾伯特·愛因斯坦預言的時空波紋,是由空間中發生猛烈的運動產生的。愛因斯坦指出,非常巨大、加速的太空物體,如中子星或黑洞,彼此繞軌道執行,可能會在時空引起干擾。就像把石頭扔進湖裡產生的波紋一樣,它們會帶來時空的波,波會向四面八方擴散。正如科學家預言的那樣,這些宇宙波紋會以光速傳播,隨身攜帶有關其起源的資訊,以及引力本身本質的線索。LIGO的3000公里長的鐳射束所發現的引力波,能夠探測到時空最小的變形,是13億年前由兩個巨大的黑洞產生的,這些黑洞正迅速相互盤旋。

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確認霍金的黑洞區域定理研究人員將訊號分成兩部分,這取決於訊號是來自黑洞合併之前還是之後。這使得他們能夠找出原始黑洞的質量和自旋,以及合併黑洞的質量和自旋。透過這些資訊,科學家計算了合併前後黑洞的表面積。隨著它們越來越快地相互旋轉,引力波的振幅越來越大,直到它們最終相互突入使這巨大的波爆發,李颯解釋道:“宇宙中留下的一個全新的黑洞,處於這種興奮狀態,然後我們可以透過分析它的振動來研究它。這就像敲警鐘,敲響的特定音高和持續時間將告訴我們鐘的結構,以及它是由什麼製成的。由此產生的黑洞的表面積大於原始黑洞的總和麵積。這符合霍金的理論。

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