黑洞疑难
物理学中的黑洞理论
物理学中的黑洞理论物理学是一门探索宇宙奥秘的科学学科，而黑洞作为其中最为神秘的存在之一，一直是天文学家和物理学家们关注的焦点。
黑洞理论，作为物理学中的一个重要分支，引发了长期的探索和研究。
本文将介绍黑洞的定义、形成和性质，并探讨一些重要的黑洞理论及相关实证。
一、黑洞的定义和形成黑洞是一种极为致密的天体，其吸引力极强，甚至连光都无法逃逸。
根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞是由质量极大的恒星坍缩而成的。
当质量足够大的恒星耗尽燃料，核聚变停止时，重力将克服核强力的作用，使恒星坍缩为一个极小且密度极高的天体，形成黑洞。
二、黑洞的性质1. 黑洞的事件视界黑洞的最外层，称为事件视界，是一种虚幻的表面，分离了黑洞内部和外部的空间。
若一个物体进入事件视界，将无法逃离黑洞的吸引力。
2. 黑洞的质量和自转黑洞的质量对吸引力的强度产生影响。
质量越大，吸引力越强。
此外，黑洞还有一个自转速度，这是来源于恒星坍缩时角动量守恒的结果。
3. 黑洞的奇点和引力奇点当恒星坍缩为黑洞时，质点将集中到一个无限小的点上，形成奇点。
奇点处的质量和空间曲率趋于无穷大，其中的物理定律失去了意义，称为引力奇点。
三、重要的黑洞理论1. 霍金辐射理论霍金辐射理论由物理学家斯蒂芬·霍金提出，他认为黑洞会以低热辐射的形式释放能量，最终引发黑洞的蒸发。
这一理论为黑洞研究带来了新的思路和方向。
2. 弦理论与黑洞熵弦理论是一种寻求描述宇宙最基本粒子和物理规律的理论，它为黑洞的熵提供了新的解释。
根据弦理论，黑洞的熵与其表面的信息有关，即黑洞吸收了大量的信息并储存在事件视界上。
3. 引力波和黑洞合并引力波是爱因斯坦广义相对论的预言之一。
通过引力波的探测，科学家们获得了黑洞合并的证据。
这些合并事件证实了黑洞的存在，并深化了我们对黑洞形成和进化的理解。
四、黑洞理论的实证1. 2019年拍摄到的黑洞影像在2019年，科学家们通过黑洞事件视界望远镜（EHT）拍摄到了首张黑洞影像，这是对黑洞理论的重大验证。
黑洞的高考知识点
黑洞的高考知识点在宇宙中，黑洞是一种极其神秘而又令人着迷的天体现象。
黑洞由于其强大的引力和吞噬一切的特性，一直备受科学家们的关注。
而对于高中生来说，了解黑洞的相关知识点也是高考物理考试中不可忽视的一部分。
本文将为大家介绍一些与黑洞相关的高考知识点，帮助大家更好地理解和学习。
1. 黑洞的定义黑洞是宇宙中一种具有极强引力场的天体。
它的引力场是如此强大，以至于连光也无法逃脱。
黑洞内部的物质会被压缩到无限密度，形成一个无法想象的奇点。
2. 黑洞的形成黑洞通常由恒星坍塌而成。
当恒星质量非常大时，核聚变反应会耗尽，而引力将使恒星收缩和坍塌。
当恒星的质量大于一定的临界值时，坍塌形成黑洞。
3. 黑洞的结构黑洞分为黑洞事件视界和奇点两部分。
事件视界是黑洞最外部的边界，超过该边界的物质将无法逃脱，而奇点是黑洞中心的无限密度处。
4. 黑洞的特性黑洞具有三个基本特性：质量、旋转和电荷。
质量是黑洞最重要的属性，它决定了黑洞的引力强度。
黑洞的旋转是因为原恒星在坍缩过程中的角动量守恒导致的。
电荷则是黑洞带有的电磁特性，但目前尚未有确凿的证据表明黑洞带有电荷。
5. 黑洞的辐射相对论预测了一种黑洞辐射，称为“霍金辐射”。
霍金辐射是由虚实粒子对的产生和湮灭而引起的，即在黑洞周围产生了一个粒子/反粒子的对，其中一个粒子掉入黑洞而另一个逃逸。
6. 黑洞的观测由于黑洞的特殊性质，直接观测黑洞非常困难。
目前，科学家们主要借助于间接的观测方法来研究黑洞，如通过黑洞产生的引力对周围物质的影响进行观测。
总结起来，黑洞作为宇宙中最神秘、最具有挑战性的天体，对于高中生来说，掌握与黑洞相关的知识点有助于理解宇宙的奥秘以及物理学的基本原理。
希望本文所介绍的黑洞的定义、形成、结构、特性、辐射和观测等知识点能够对大家备战高考有所帮助。
什么是黑洞的原理
什么是黑洞的原理黑洞是一种极为特殊的天体，它的质量非常大，却坍缩成了一个无限小的点，即称为“奇点”。
黑洞的存在可以通过它的引力效应来体现——对于任何足够靠近的物质，都会被黑洞的引力所吸引，最终被拉入黑洞内部，永远无法逃脱。
在黑洞边缘，物质会被加速到极速，发出极强的辐射，这也是黑色的原因。
黑洞的形成是由于恒星陨落导致的，当足够大质量的恒星在引力坍缩作用下，以远高于常规恒星爆炸的速度发生内部坍缩时，就会形成一个黑洞。
当然，仅内部重力的坍缩是不足以形成黑洞的，它还需要满足另一个很特殊的条件——叫做“事件视界”。
“事件视界”是黑洞的边界，现在我们可以将其理解为黑洞表面，即黑洞造成的空间扭曲到一定程度。
在这个边界之内，所有的东西都无法逃离黑洞的引力，即使是光也不能穿过，在事件视界内，物质向黑洞注入的动能足够大，会使物质隐匿在黑洞的内部，成为了黑洞内的物质。
一旦物质被吞噬，黑洞的质量就会增加。
在物质被黑洞吞噬之后，黑洞内部逐渐形成一个非常密集的聚集体，坍缩到极限，核心形成一个超高密度的奇点。
在奇点内部，物质密度达到了无限大，引力场的形态随着奇点的存在变得无规律，成为了完全不可预测的存在。
在我们对黑洞的了解中，有一个经典的理论————”霍金辐射”。
这个理论就是指黑洞也有辐射，它会以极小的速率（这个速率和黑洞的质量成反比）向外发射一种叫做“黑洞辐射”的粒子。
虽然这个过程非常微小，但在极长的时间尺度上，“霍金辐射”将导致黑洞逐渐失去质量，逐渐“蒸发”，最后在某个时间点彻底消失。
当然这个过程的时间尺度是在亿万亿年以上级别的，所以我们不必担心这样的事情会在自己的生命周期内发生。
总的来说，黑洞的形成是因为恒星坍塌，满足了特殊的条件，形成了“事件视界”，使物质注入后形成一个无限密集的奇点。
而黑洞的特殊性质，让我们对它的探索与研究充满了兴趣和困惑。
黑洞的形成和原理
黑洞的形成和原理
黑洞是宇宙中一种极其密集的天体，其形成和原理可以通过以下几个步骤来解释：
1. 星体演化：黑洞的形成通常与大质量恒星的演化过程有关。
当一颗大质量恒星耗尽了核心的氢燃料，核聚变反应停止，恒星内部的热核反应失去平衡。
在这种情况下，恒星的核心会坍缩，外层的物质会被抛射出去形成一个超新星爆发。
2. 坍缩形成黑洞：当恒星的核心质量超过了一定的临界值（通常为太阳质量的3倍左右），坍缩就会继续进行，形成一个黑洞。
这个过程被称为引力坍缩。
3. 事件视界：黑洞的主要特征是其具有非常强大的引力场，以至于它的引力能够阻止所有物质和光线逃离其表面。
这个边界被称为事件视界，超过事件视界的任何物体都无法逃脱黑洞的引力。
4. 奇点：黑洞的核心被称为奇点，是一个极端密度和温度的点。
在奇点中，物理学的规律无法解释，因为黑洞内部的情况超出了我们目前对宇宙的认知。
总的来说，黑洞的形成和原理涉及到大质量恒星的演化和引力坍缩的过程。
黑洞是宇宙中最极端的天体之一，对于我们理解宇宙和引力的本质有着重要的意义。
深度解析黑洞科学原理
深度解析黑洞科学原理黑洞是宇宙中最神秘的物体之一，拥有如此强大的引力以至于无法逃脱。
虽然黑洞在科幻小说中是一种奇幻的存在，但是它们的存在在现实生活中也得到了证实，并且是天文学研究中的热点之一。
然而，很多人可能还不太了解黑洞的科学原理。
本文将深入探究黑洞的形成、性质和实际应用。
一、黑洞形成黑洞是由巨大恒星坍塌而成的。
当恒星的核燃料耗尽时，核心会崩塌并形成一个非常致密的区域，称为中子星。
如果这个区域过于致密，引力将变得异常强大，引力场会将周围物质吞噬，并将这个区域拉成一个更小、更密集的物体——黑洞。
这种过程被称为亚原子核物质坍缩。
黑洞的形成需要一定的重量、半径和密度水平。
只有符合这些条件的物体才有可能成为黑洞。
二、黑洞的特性黑洞的引力非常强大，它将周围的一切物质吞噬。
这甚至连光线也无法逃脱，因此我们无法直接观测到黑洞。
但是，科学家推断黑洞的存在和性质的方式是观察周围物体的轨迹和其他可见量的变化。
事实上，黑洞周围的物体常常会形成“吸积盘”，这是一种高温、高压环境中的气体盘，由于物质被黑洞吸引，它们将绕着黑洞旋转。
这个过程会释放出高能辐射，包括X射线和伽玛射线。
另一个有趣的特性是黑洞的事件视界，这是一个半径为Schwarzschild半径的球体。
它是一种超出了事件视界的物体是无法回去的表面。
因此，当物体跨过这个边界时，它就永远地被黑洞吸收，无法逃脱。
三、黑洞的实际应用尽管黑洞是宇宙中最神秘和有趣的物体之一，但科学家们正尝试利用黑洞的某些特性来解决一些涉及宇宙探索、引力波探测等的问题。
事实上，黑洞在实际应用中有许多提高我们生活质量的潜力。
1.引力波引力波是从物体变形或加速时产生的扰动。
自上世纪末以来，科学家一直在尝试寻找引力波，因为它们可以帮助我们探索宇宙中更深层次的事物。
但是，引力波非常微弱，很难被检测到。
幸运的是，黑洞碰撞时的引力波是强大得多。
科学家通过探测到这些引力波来了解宇宙中更高级别的结构。
2.蓝移天体蓝移天体是指在宇宙中光谱中非常蓝的物体。
黑洞信息佯谬落入黑洞的信息丢失了吗
1271 黑洞信息的疑难黑洞无毛定理[1]是指所有掉入黑洞的物质其所有信息都将失去，从而无法得知黑洞内部状态。
外部观测者只能知道黑洞的总质量、总电荷和总角动量。
虽然外部观测者无法得知黑洞的内部信息，但这些信息并未消失，只是被“封锁”在黑洞内部“看不见”而已。
然而，霍金辐射[2]理论可推导出黑洞会通过热辐射蒸发。
由于纯粹热辐射带不走任何的信息，但在黑洞辐射的最后，所有的内部信息将彻底消失——黑洞信息佯谬。
显然，这一结果不仅会破坏物理学中许多重要定律，如重子数守恒、轻子数守恒等，而且会给目前以量子力学的基本原理——幺正性与几率守恒为基础所取得的所有重要成果带来灾难。
因此，黑洞信息丢失问题这一物理学危机，成为广义相对论与量子引力这两大物理理论碰撞的焦点。
1997年，霍金(Stephen Hawking)和另一位相对论专家索恩(Kip Thorne)就曾与粒子物理学家普瑞斯基(John Preskill)打赌(图1)：霍金与索恩认为黑洞发出的辐射过于杂乱无章，以至于即使理论上也无法检测到任何关于黑洞的有用信息；普瑞斯基的观点则是，即便物理学家可能需要一套完整的量子引力理论来完美解释其背后的机制，但信息仍会以某种方式逃离黑洞。
2004年7月，霍金突然宣布他输了，理由是：根据黑洞互补理论[3]，对于黑洞内外两个观测者分别而言，穿过黑洞事件视界的信息既反射出来又进入内部，永不逃逸(因为没有人可以同时观察到两种情况，所以并不会产生矛盾)。
霍金愿赌服输，以一本百科全书作为赌注赠给了普瑞斯基，但索恩却拒绝认输，为故事后来的发展埋下伏笔。
在近期的研究中，这个问题终于迎来突破性进展。
理论物理学家发现，黑洞内部的信息的确从黑洞中完全逃逸出来，并没有任何信息的丢失。
为表彰对这一系列研究作出重要贡献的几位杰出物理学家，2021年的新视野物理学奖颁发给了阿姆黑利(Ahmed Almheiri)、马克斯菲尔德(Henry Maxfield)、恩格哈尔特(Netta*国家自然科学基金项目(11875184)†通信作者，研究方向：引力与黑洞物理、规范场/引力对偶的应用、强关联体系输运性质和相变。
Kerr-Newman（KN）黑洞能层内的负能量疑难
Kerr-Newman（ KN）黑洞能层内的负能量疑难摘要：计算表明KN黑洞在能层内负能量态的表达式存在疑难，提出了KN黑洞的分层结构，分层结构可以部分地消除负能量疑难。
关键词：Kerr-Newman黑洞；能层；负能量；分层结构。
1．引言Keer-Newman黑洞在能层内的killing矢量场类空，物体在此区域内能量可正可负，通过物体能量的表达形式分析表明任何自由落体进入能层其能量都会变为负值，这与物体沿测地线运动能量守恒相矛盾，本文称此为“负能量疑难”，负能量疑难出现的原因在于能层内时空的结构。
2．KN黑洞的能层：2.1KN黑洞的度规［1］：2 .2 KN黑洞的能层：处为外视界，处为外无限红移面，区域为K-N黑洞的能层，由于在能层内大于0，此时killing矢量场类空，物体在此区域内能量可正可负。
2.3 物体在KN黑洞能层内的能量：τ为过程的固有时。
3．KN黑洞能层内的负能量疑难：3.1 KN黑洞能层内的负能量疑难：若物体在能层中的能量为负，整理2.3中的关系式有：考虑在的赤道面上，记为在能层内为正值，可见，对于黑洞的角动量J足够小，则亦足够小的情况，极限的情况是满足：此关系式是确保进入能层的物体不超光速。
只要满足此情况，任意物体进入能层其能量均为负。
自由落体沿测地线只要进入K-N黑洞的能层，（即便考虑到拖拽效应，自由落体在能层中的角速度要小于黑洞自转的角速度）应其能量便为负值。
能层内可以存在的物体满足：对于和为零情况的解为：由于在能层内和为正值，和不为零情况解的范围比以上范围要小。
可以证明与是有重叠区域的，而：负能量状态在的范围内。
正能量状态在的范围内。
由联合光速限制条件：，可得：，即：当黑洞的单位质量的角动量满足此关系式时，正能量物质才可以在能层内存在。
这样，人们在假设一个K-N黑洞的时候，必须同时要求该黑洞的角动量满足：，换言之，考虑到能量守恒，的K-N黑洞就不应该存在。
在外视界处，有：此即为粒子在外视界以光速运动时的角速度。
黑洞的奥秘发言稿
黑洞的奥秘发言稿尊敬的听众们，大家好！今天我非常荣幸能够站在这里，与大家分享关于黑洞的奥秘。
黑洞是宇宙中最神秘也最引人入胜的天体之一，它那强大的引力和奇特的性质令无数科学家和探索者着迷。
首先，让我们先了解一下黑洞的定义。
黑洞是一种由质量极大的天体诞生的天体，其中质量密度非常高，以至于弯曲周围空间时间，并形成了一个不可逆转的事件视界，将一切物质和辐射吞噬。
黑洞的核心是奇异点，也称为奇点。
奇点是物质密度无限大和引力场也无限大的地方，在奇点附近，我们已经无法用目前的物理规律解释其中发生的事情。
这也是黑洞内部的真正奥秘所在。
我们目前对奇点的了解非常有限，需要更深入的研究和突破才能揭开其中的奥秘。
黑洞的奇特性质之一就是它的引力场非常强大。
黑洞对周围的物质和辐射具有极强的吸引力，甚至连光都无法逃离其引力场，因此我们看不见黑洞，只能通过其周围物质的运动轨迹来间接观测。
当物质接近黑洞时，被引力拉扯得越来越强，最终被黑洞吞噬，进入事件视界内。
另外一个有趣的特点是黑洞的质量越大，吞噬的物质和辐射越多，形成的事件视界就越大。
质量足够大的黑洞可以吞噬甚至整个恒星，甚至整个星系。
这也是我们发现宇宙中存在大量超大质量黑洞的原因之一。
关于黑洞的形成，目前有几种主要的理论。
一种理论是质量极大的恒星在它们的生命周期结束时，会发生重力坍缩，形成一个黑洞。
另一种理论是在宇宙的早期，原始物质凝聚形成原始黑洞。
还有一种理论是一些超级大质量恒星在超新星爆炸后，残余物质坍缩形成黑洞。
黑洞的研究是一个极具挑战性的领域，因为它涉及极端的物理条件和极高的能量。
我们需要更强大的望远镜和探测器来观测黑洞，并通过数值模拟和理论推导来研究黑洞的性质和行为。
同时，我们也需要深入研究和理解黑洞的内部结构和奇点。
黑洞的奥秘远未揭开，但我们有理由相信，在科学家们的不懈努力下，我们一定能够逐步揭开这个宇宙中最神秘的面纱。
黑洞不仅仅是宇宙中一个有趣的研究对象，它的研究也对我们理解宇宙的起源、演化和宇宙中的其他现象具有重要意义。
揭秘宇宙深渊：黑洞的奥秘
揭秘宇宙深渊：黑洞的奥秘自古以来，夜空中的星辰引发了人类无尽的好奇与探索。
而在众多天体之中，黑洞以其神秘莫测的本质，成为了天文学家和物理学家研究的重要对象。
黑洞，这个宇宙中极为特殊的天体现象，是广义相对论预言下的一个必然产物，它挑战着我们对物理世界的认知极限。
黑洞的概念最早由爱因斯坦的广义相对论衍生而来。
在这一理论框架下，当一个质量足够大的恒星燃尽其核燃料后，将无法抵抗自身的引力而发生坍缩，最终可能形成黑洞。
黑洞的质量极大，而体积却极小，因此引力场异常强大，以至于连光线都无法逃逸出来，这就是为何称之为“黑洞”的原因。
黑洞的存在虽然无法直接观测，但科学家通过间接证据确认了它们的确存在于我们的宇宙中。
例如，通过精密的仪器可以观察到恒星和气体在黑洞周围旋转的轨迹，以及由于黑洞引力作用产生的X射线爆发等现象。
这些观测结果为黑洞的存在提供了强有力的支持。
黑洞不仅仅是一个静态的存在，它们在吞噬周围的物质时会释放出巨大的能量。
这种能量释放过程被称为“吸积”，它可以使周围的物体加速到极高速度，并产生强烈的辐射。
这一过程对于研究黑洞的性质和宇宙中的高能现象具有重要意义。
尽管黑洞已被广泛接受，但关于它们的许多性质仍然充满谜团。
例如，黑洞内部的情况如何，信息悖论（即物质进入黑洞后是否真的消失）等问题仍然是现代物理学中的未解之谜。
科学家们正在利用引力波探测等先进技术，尝试揭开黑洞更多未知的秘密。
黑洞的研究不仅有助于我们理解宇宙的运作，还对验证和完善物理理论具有深远影响。
随着科技的进步和研究的深入，我们或许能够逐步解开黑洞的神秘面纱，进一步揭示宇宙的起源、结构与演化之谜。
黑洞作为宇宙中最神秘、最引人入胜的天体之一，其复杂的性质和深邃的奥秘激发着人类的好奇心和探索欲。
随着科学技术的发展，我们有理由相信，在不远的将来，黑洞的种种谜团将会被一一解开，为人类的知识宝库增添新的瑰宝。
黑洞问题的提出
黑洞问题的提出3、黑洞问题的提出１７９５年，法国的拉普拉斯（Ｐ·Ｓ·Laplace，１７４９～１８２７）首次提出了“黑洞”的概念，他认为，地球的逃逸速度是１１．１８６公里／秒，如果地球的半径r缩小到几厘米，其密度将非常大，地球表面物体的逃逸速度将超过光速３×１０的５次方公里／秒，这时，外部的光可以射到地球上来，但地球上的光却无法逃逸到太空中去，太空外部的人看不到地球云层反射的光，地球就成了宇宙中的一只“黑洞”。
同理，如果宇宙中有某些天体的密度特别大，也就会变成宇宙中的“黑洞”。
Einstein在广义相对论中所建立的引力场方程为：这个方程是高度非线性的，一般不能严格求解。
只有在对时空度规附加一些对称性或其他要求下，使方程大大简化，才有可能求出一些严格解。
在引力场球对称的假定下，可以得到方程的史瓦西解：显然，度规在和ｒ＝0处奇异（趋于无穷大）。
但是,处的奇异是由于坐标系带来的,可以通过适当的坐标系变换来避免。
ｒ＝0处的奇点是本质的。
在奇点上，时空曲率和物质密度都趋于无穷大，时空流形达到尽头。
不仅在宇宙模型中起始的奇点是这样，在星体中引力坍缩终止的奇点也是这样。
在奇点处，“一切科学预见都失去了效果”，没有时间，也没有空间。
无穷大的出现显然是广义相对论的重大缺陷。
２０世纪初，Einstein认为“黑洞”的成因是引力造成了空间弯曲，故光子无法逃到这种至密天体的引力场外。
后来，施瓦西（Karl Schwarzschild，１８７３～１９１６）为Einstein的“相对论”黑洞确立了一个“视界”，光子只能被禁闭在“视界”之内，“视界”之外的空间仍然是平直的欧几里德空间，光子仍然遵守地球空间中的一切物理定律。
广义相对论预言，当大质量的恒星达到极高密度时，就在空间形成了一只很深的“引力陷阱”，最终把空间弯曲到这样一个程度，以致附近的任何物体，包括光线在内被其吞灭，就好像一个无底洞，这样的天体称为黑洞。
科普知识探索宇宙的奥秘黑洞
科普知识探索宇宙的奥秘黑洞黑洞是宇宙中最神秘的存在之一，其所蕴含的奥秘引发了科学界和普通人的浓厚兴趣。
本文将通过科普知识探索黑洞的奥秘，带领读者进入宇宙的神秘世界。
一、什么是黑洞黑洞是宇宙中密度极高、引力极强的天体。
它诞生于恒星的死亡过程，当一颗质量巨大的恒星耗尽了核燃料，内部压力无法抵消引力的压迫时，便会发生剧烈的引力坍缩，形成了黑洞。
二、黑洞的特征1.事件视界黑洞的最显著特征就是其拥有一个称为事件视界的边界。
在事件视界之内，引力非常强大，甚至连光也无法逃脱；在事件视界之外，光仍然可以自由穿行。
2.奇点黑洞内部的中心点称为奇点，它是无限密度和无限引力的来源。
奇点是当前科学所无法解释的区域，也是黑洞最神秘的地方。
3.吞噬物质黑洞的强大引力会将附近的物质吸引至其内部，并以极高的速度吞噬。
这种吞噬现象被称为“虫洞”。
三、黑洞的形成黑洞的形成需要具备特定条件。
首先，恒星质量必须大于3倍太阳质量，才能产生黑洞。
其次，恒星必须经历核燃料耗尽引起的阶段性死亡，即恒星爆发成为超新星。
最后，约90%的超新星形成了中子星，只有极少数才能演化为黑洞。
四、黑洞的分类根据质量大小和形成方式，黑洞可以分为三种类型：恒星质量黑洞、超大质量黑洞和迷你黑洞。
1.恒星质量黑洞这种黑洞质量在3倍至数十倍太阳质量之间。
它们是由一颗恒星爆发成为超新星后，经历核心坍缩形成的。
2.超大质量黑洞这种黑洞的质量庞大，超过了数十万到数十亿倍太阳质量。
它们一般存在于星系的中心，被认为起着维持星系结构和影响周围星系演化的重要作用。
3.迷你黑洞迷你黑洞的质量相对较小，可能只有几个黑洞的质量。
有些人认为迷你黑洞是宇宙早期大爆炸的产物。
五、黑洞的研究与观测科学家通过多种方式来研究和观测黑洞，以揭开其神秘面纱。
1.引力波探测引力波是被黑洞形成、合并和运动时所产生的，科学家通过探测引力波可以间接地研究黑洞。
2.X射线观测X射线天文观测是黑洞研究的重要手段。
黑洞吞噬周围物质时会释放出大量的X射线。
科普科普什么是黑洞
科普科普什么是黑洞科普：什么是黑洞引言黑洞是宇宙中最神秘和莫测的天体之一。
它们的存在一直以来都引起了人们的好奇和想象力。
本文将为您科普什么是黑洞，包括它们的形成原因、特征以及对周围物质和光的影响。
一、黑洞的定义和形成原因黑洞指的是一种具有极高密度和强大引力的天体，它能够吸引一切物质，包括光线。
在宇宙演化的过程中，当恒星燃尽燃料，无法再维持核聚变平衡时，会发生恒星坍塌，形成黑洞。
这种坍塌源于恒星内部的引力无法抵抗自身的重力，导致物质被压缩至无限密度的奇点。
二、黑洞的特征1.事件视界黑洞的特征之一是具有一个称为“事件视界”的区域。
事件视界是黑洞表面的边界，也是光无法逃离的地方。
一旦物体越过了事件视界，即使以光速运动也无法摆脱黑洞的引力束缚。
2.史瓦西半径史瓦西半径是描述黑洞大小的重要参数。
它是一个理论值，表示黑洞的半径，它的大小与黑洞的质量成正比。
一般来说，黑洞的半径越大，质量也越大。
3.弯曲时空根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞通过弯曲时空来产生强大的引力场。
这种弯曲使光线和物体的运动路径发生偏转，直到最终被黑洞吸引。
三、黑洞的分类根据质量和形成方式，黑洞可以分为三种类型：恒星质量黑洞、超大质量黑洞和远古黑洞。
1.恒星质量黑洞恒星质量黑洞是最常见的黑洞类型，质量通常在太阳质量的几倍到几十倍之间。
它们是由众多恒星的坍塌形成的，存在于宇宙各处。
2.超大质量黑洞超大质量黑洞的质量相对较大，通常相当于上百万至上亿个太阳的质量。
这些黑洞位于星系核心附近，可能与宇宙演化和星系形成有关。
3.远古黑洞远古黑洞是宇宙形成初期就存在的黑洞，它们的质量可能超过了太阳质量的上百倍。
这种黑洞的形成机制尚不完全清楚，但对于了解宇宙起源和演化具有重要意义。
四、黑洞的影响黑洞对周围物质和光的影响非常显著。
以下是几个主要影响：1.物质吸积黑洞能够吸引附近的物质，这些物质形成一个称为“吸积盘”的结构。
当物质进入吸积盘时，摩擦和压缩会产生巨大的能量，使其辐射出明亮而强烈的光。
黑洞理论及其形成机制
黑洞理论及其形成机制黑洞理论是现代天体物理学中的一项重要理论，它描述了一种极为奇特和强大的天体现象。
本文将介绍黑洞的概念、形成机制以及其宇宙中的作用。
1. 黑洞的概念黑洞是宇宙中一种极为致密的天体，它具有非常强大的引力场，甚至连光都无法逃离其吸引力。
根据广义相对论的理论基础，黑洞的核心被称为“奇点”，是一种无限密度和无限引力的点。
黑洞由一个事件视界（事件视界）包围，也被称为“事件视界”。
2. 黑洞的形成机制黑洞的形成机制可以追溯到恒星的演化过程。
当一颗恒星耗尽了核心的燃料，核聚变反应停止，恒星会经历剧烈的引力坍塌。
如果恒星的质量足够大，引力坍塌将无法被其他力量抵消，恒星将塌缩成一个奇点，形成黑洞。
在恒星末期，由于质量和智慧足够大，引力坍缩可能会形成更大的黑洞类型。
这些黑洞被称为超大质量黑洞，可能是银河系核心以及其他大型星系中的黑洞。
此外，还有可能存在质量更小的黑洞，称为中等质量黑洞或微型黑洞。
这些黑洞的形成机制尚未完全确定，但可能与早期宇宙中的物质密度以及超新星爆炸有关。
3. 黑洞的特性黑洞具有一些独特的特性，其中最引人注目的是其强大的引力场。
黑洞的引力非常强大，以至于它能够扭曲周围的时空结构，形成所谓的时空弯曲。
另一个重要的特性是黑洞的无逃逸速度。
由于黑洞的引力太强大，任何物体的速度都无法超过光速，因此甚至光也无法逃离黑洞的吸引力。
这也是为什么黑洞被称为“黑”的原因。
最后，根据哈金辐射理论，黑洞也可能发射出微小的粒子和能量，被称为哈金辐射。
这项理论解释了黑洞并非完全吞噬所有物质和能量的原因。
4. 黑洞在宇宙中的作用黑洞在宇宙中扮演着重要的角色。
首先，黑洞在银河系中发挥着重要的作用，特别是在银河系的核心区域。
超大质量黑洞被认为是银河系中形成和维持星系结构的关键因素。
其次，黑洞可能对整个宇宙的演化产生深远的影响。
一种理论认为，黑洞的大规模聚集和发射的粒子和能量可能会对宇宙中的星系形成和演化产生影响。
黑洞资料简介500字有说明方法
黑洞，是宇宙中的一种神秘天体，其引力异常强大，连光都无法逃逸。
科学家们对黑洞进行了长期的研究和观测，希望能够揭开它的神秘面纱。
本文将就黑洞的基本概念、形成原因、观测方法和科学意义进行介绍。
1. 基本概念黑洞是宇宙中一种极其密集的天体，其引力场异常强大。
它的存在基于爱因斯坦的广义相对论，当足够大质量的恒星耗尽了核燃料，无法抵抗自身引力而发生坍缩时，就会形成黑洞。
在黑洞的表面，称为事件视界，光和物质都无法逃逸。
2. 形成原因恒星在消耗完燃料后，会发生超新星爆发，留下超大质量的残骸。
如果这些残骸的质量足够大，它们就会坍缩成黑洞。
另外，两颗致密天体的合并也有可能产生黑洞。
3. 观测方法由于黑洞本身无法发出光线，并且吸收周围所有物质和光线，所以直接观测黑洞是非常困难的。
目前科学家主要通过间接的方法来观测黑洞，比如利用射电望远镜和X射线望远镜观测黑洞周围物质的运动和辐射情况。
4. 科学意义黑洞在宇宙学和天体物理学中具有极大的科学意义。
它们可以帮助科学家理解宇宙的演化过程和引力理论，也有可能对未来的太空旅行和星际导航产生影响。
观测黑洞还能验证广义相对论等重要物理理论。
黑洞是宇宙中的奇妙存在，其神秘性吸引着无数科学家和天文爱好者。
随着观测技术的不断进步，相信我们会对黑洞有更深入的认识，揭开宇宙中这个神秘的面纱。
个人观点：黑洞作为宇宙中的奇妙存在，其探索和研究的重要性不言而喻。
我相信随着科技的不断发展，人类对黑洞的了解会越来越深入，也许终有一天我们能够利用黑洞的某些特性来实现更深入的宇宙探索。
黑洞是我们宇宙中最神秘和奇妙的存在之一，其引力场异常强大，甚至连光和物质都无法逃逸。
虽然我们无法直接观测黑洞，但科学家们通过间接的方法和观测技术，已经取得了一些关于黑洞的重要发现和认识。
在本文中，我们将继续深入探讨黑洞的科学意义、研究方法以及未来的可能应用。
黑洞在宇宙学和天体物理学中具有重要的科学意义。
通过观测黑洞周围物质的运动和辐射情况，科学家们可以更好地理解宇宙的演化过程和引力理论。
黑洞 科普 天文学
主讲人
中国科学院武汉物理不数学研究所张保成副研究员、蔡庆宇研究员、詹明生研究 员和清华大学尤力教授完成的题为“信息守恒是基本定律：揭示霍金辐射中丢失的信 息”。 封闭体系演化信息必须守恒，这是量子力学基本原理所要求的。当科学家对黑洞 性质迚行深入研究的时候，发现黑洞演化过程中伴随着信息丢失，信息守恒因此丌再 是物理学的基本法则。“黑洞信息丢失问题”是目前困扰理论物理学界的重要问题之 一，也是当今物理学中最活跃的研究课题之一，它是上世纪70年代霍金（Hawking） 把量子力学引入到黑洞的研究过程中发现的。这个问题的本质在于，对黑洞而言，丌 论当初由何物质坍塌而成，都将确定地演化为热态。热态意味着辐射之间丌存在关联 ，信息无法编码在辐射之间从而被辐射携带出来。因此，在黑洞辐射过程中，信息会 逐渐丢失。黑洞信息丢失表明黑洞演化丌再遵循量子力学的幺正性，从而揭示了量子 力学不广义相对论之间潜在的冲突。量子力学和广义相对论是当今物理学的两大支柱 ，因此，黑洞信息丢失问题一经发现，马上引起了众多理论物理学家的高度关注。 本篇文章首先从量子信息的角度阐述了信息守恒是自然界的必然要求。随后，结 合作者之前的工作，即在隧穿辐射的物理图像下，证明了黑洞辐射之间存在携带信息 的关联以及整个辐射过程中熵守恒，文章指出信息守恒仍然是自然界的基本定律，即 使黑洞这样的强引力体系也莫能例外。在文中，结合他们最近的理论研究结果，作者 还分析了如何迚一步在实验中检验黑洞信息丢失问题，并且指出一旦LHC实验中观测 到高能粒子碰撞产生的小黑洞，并且辐射粒子能量的协方差和理论计算结果一致，则 可以在实验上迚一步确认黑洞信息守恒。在理论上证明黑洞信息守恒，这丌仅迚一步 展示了量子力学的普适性，而且对构建量子力学不引力的统一理论具有重要的启示作 用。
果黑洞真的辐射到最后，全部转化为热，则形成黑洞
关于黑洞的知识简介
关于黑洞的知识简介
黑洞是宇宙中一种极为奇特而又神秘的天体。
它的引力非常强大，以至于甚至光线也无法逃脱，因此被称为黑洞。
以下是关于黑洞的一些基本知识：
1. 形成：黑洞的形成通常与恒星的演化有关。
当一个质量较大的恒星耗尽了核燃料，核反应停止时，恒星可能会发生坍缩，形成一个黑洞。
2. 引力：黑洞的引力非常强大，甚至可以弯曲光线，使光无法逃离其吸引范围，形成所谓的事件视界。
3. 事件视界：事件视界是黑洞表面的一个边界，距离黑洞中心越近，逃脱黑洞引力的速度就需要越快。
一旦物体穿越事件视界，就再也无法回到外部空间。
4. 类别：黑洞分为三类：恒星质量黑洞（质量约为太阳的几倍至数十倍）、中等质量黑洞（质量在数千至数百万太阳质量之间）和超大质量黑洞（质量上亿太阳质量以上）。
5. 探测：由于黑洞本身无法发光，我们不能直接看到它们。
科学家通常通过观测黑洞周围的物质，如吸积盘、射流等，来间接探测黑洞的存在。
6. 哈金辐射：根据物理学家史蒂芬·哈金的理论，黑洞会因为量子效应而发射微弱的热辐射，被称为哈金辐射，这是黑洞唯一可能被间接观测到的迹象之一。
7. 超大质量黑洞与星系演化：超大质量黑洞被认为与星系的形成和演化密切相关，可能在星系中心起到调节星系演化的作用。
8. 天文学的重要性：研究黑洞有助于我们更好地理解宇宙的性质和演化，同时也对广义相对论等物理学理论提出了挑战，因为黑洞是极端引力环境的天然实验室。
黑洞现象揭秘与科普
科学探索：黑洞现象揭秘与科普1. 黑洞的基本概念1.1 什么是黑洞？◆定义：黑洞是一个空间区域，其引力强到连光都无法逃脱。
黑洞的边界称为事件视界。
◆成因：黑洞通常由大质量恒星在超新星爆炸后坍缩形成，也可以由黑洞合并或其他天体过程生成。
1.2 黑洞的分类◆恒星级黑洞：质量为几倍至几十倍太阳质量，由大质量恒星坍缩形成。
◆中等质量黑洞：质量介于恒星级黑洞和超大质量黑洞之间，可能由恒星群体合并形成。
◆超大质量黑洞：质量从百万到数十亿倍太阳质量，通常位于大多数星系的中心，如银河系中心的超大质量黑洞。
◆◆◆2. 黑洞的特性2.1 事件视界◆定义：事件视界是黑洞的边界，一旦物体越过这个边界，就无法逃脱黑洞的引力。
◆性质：事件视界内的物质和信息无法传递到外部宇宙，对外界而言黑洞似乎是“黑暗”的。
2.2 奇点◆定义：奇点是黑洞中心的一个点，理论上密度和引力无限大。
◆性质：奇点处的物理定律失效，现代物理学还没有完全理解奇点的性质。
2.3 引力透镜效应◆定义：黑洞强大的引力能弯曲光线，这种效应被称为引力透镜。
◆效果：引力透镜可以导致背景天体的光线出现畸变，使得黑洞附近的天体图像发生变化。
◆◆◆3. 黑洞的发现与研究3.1 早期理论◆理论起源：黑洞概念最早由爱因斯坦的广义相对论引入，约瑟夫·拉夫森等物理学家发展了这一理论。
◆赫尔曼·闵科夫斯基：提出了第一种现代黑洞模型。
3.2 观测黑洞◆间接观测：通过观察黑洞对周围物质的影响（如吸积盘的辐射、引力波等）间接确认黑洞存在。
◆引力波：2015年，LIGO探测到了来自黑洞合并的引力波，首次直接观测到黑洞的存在。
3.3 事件视界望远镜◆发现：2019年，事件视界望远镜（EHT）发布了首张黑洞的照片，这张照片显示了位于银河系中心的超大质量黑洞的影像。
◆技术：EHT通过全球范围内的射电望远镜网络联合观测，实现了对黑洞事件视界的成像。
◆◆◆4. 黑洞在科学中的重要性4.1 物理学研究◆引力与量子力学：黑洞研究有助于理解引力和量子力学之间的关系，推动理论物理学的发展。
5个顶级科学谜题
5个顶级科学谜题
1.黑洞：黑洞是宇宙中最神秘和最强大的天体之一。
它们是由巨大质量的物体引起的空间弯曲而形成的。
黑洞的内部是一个极其密集的点，称为奇点，物质和能量被吸入其中并消失不见。
我们仍然对黑洞的本质和行为知之甚少，这使得它成为天文学和物理学中最受关注和最具挑战性的问题之一。
2.暗物质：我们知道宇宙中存在大量的物质，但我们只能探测到其中很小一部分。
这些可见的物质只占宇宙总物质的5％左右，而其余的95％被认为是暗物质和暗能量。
暗物质是一种不与光相互作用的物质，因此我们无法用现有的技术来直接探测到它。
虽然我们可以推断出它在宇宙中的存在，但我们对它的本质和性质知之甚少。
3.宇宙膨胀：自从观测到宇宙背景辐射以来，科学家们已经确认宇宙正在以加速的速度膨胀。
这种膨胀加速的原因是什么，是一个仍然无法解释的谜团。
一种解释是暗能量的存在，但我们对暗能量的本质和性质了解甚少。
4.生命起源：从无机物质到有机物质的转化是生命起源的一个重要环节。
生命从哪里来，仍然是一个未解之谜。
虽然科学家们已经能够在实验室中模拟生命的起源过程，但我们对这个过程的细节和机理仍然知之甚少。
5.人类意识：意识是一个非常复杂的现象，涉及到大脑的结构和功能，以及心理学和哲学等多个领域。
我们仍然无法解释为什么和如何人类产生了意识。
尽管许多研究已经进行，但我们对这个问题的答
案仍然似乎遥不可及。
黑洞的诞生原理
黑洞的诞生原理黑洞的诞生原理是由爱因斯坦的广义相对论提出的。
广义相对论是描述引力的理论，根据这个理论，质量和能量会弯曲时空，而这种弯曲引起物体间的相互作用。
在宇宙中，当一个物体的质量足够大，密度足够高时，它就会发生坍缩。
坍缩的过程会使物体越来越密集，同时引力也会变得越来越强。
当物体质量超过一定的临界值时，引力会变得无法抵抗，物体将坍缩到极端的程度，形成一个极为密集的天体，即黑洞。
黑洞的临界质量，也被称为史瓦西半径，是指黑洞的半径等于光在真空中传播速度下能够绕黑洞一周的距离。
在这个临界质量下，黑洞是不可逆的，无法逃逸。
这是因为黑洞的引力场非常强大，它的密度和引力场曲率变成无穷大，物质完全被吸引到黑洞内部。
黑洞的诞生过程可以分为几个阶段。
首先，当一个恒星的核燃料耗尽时，核反应会停止，而内部的核心受到引力的挤压，核反应停止后的恒星内部没有了能够平衡核心压力的力量，核心开始坍缩。
其次，在核心坍缩的过程中，引力会继续增加，将物质拖向核心，使得核心的密度增加。
核心内部的原子核会继续被挤压，原子间的电子和质子会结合形成中子，并释放出巨大的能量。
最后，在核心坍缩到一定程度时，物质的密度变得极高，原子核的层次结构被摧毁，物质几乎全部被压缩到一个非常小且极为紧密的空间内。
这时，形成了一个极为密集的天体，即黑洞。
一旦黑洞形成，它将继续吸收周围的物质。
它的引力场极强，甚至连光也无法逃逸。
黑洞周围的物质会被吸引到黑洞的事件视界内，这是一个无法逃逸的区域。
事件视界是黑洞表面上的一个区域，在这个区域内，物体无法逃离黑洞的引力。
黑洞的存在可以通过间接观测进行验证。
当有物质被吸引到黑洞附近时，会形成一个类似于盘状的吸积盘，同时释放出巨大的光和射电辐射。
这些辐射可以被天文学家使用望远镜进行观测，从而间接地证实黑洞的存在。
总结起来，黑洞的诞生是由于质量足够大且密度足够高的物体发生坍缩过程，形成极为密集的天体。
它的形成与爱因斯坦的广义相对论密不可分，而黑洞的存在可以通过间接观测进行验证。
宇宙探索之谜：黑洞的真相揭秘
1. 宇宙中的黑洞一直以来都是科学家们研究的焦点之一，因为它们神秘而又充满了各种的迷题。
黑洞的存在和性质不仅能够帮助我们更好地理解宇宙的大规模结构，还有望帮助我们揭开一些宇宙奥秘的面纱。
2. 黑洞是一种极为稠密的天体，其引力极度强大，甚至连光线都无法逃脱其引力。
它们的存在和性质一直以来都是科学家们努力研究的问题之一。
在过去的几十年里，科学家们通过各种手段对黑洞进行了观测和研究。
3. 首先，科学家们通过对星系中恒星运动的观察，发现了一些异常现象。
他们发现，某些恒星的运动速度极快，似乎受到了一股神秘的引力力量的影响。
通过进一步的研究，他们发现这些恒星周围存在着一个极为致密的天体，这就是黑洞。
4. 然而，黑洞并不是易于研究的天体。
由于它们极度稠密，光线都无法逃脱其引力，因此我们无法直接观测到黑洞。
不过，科学家们利用了一些特殊的技术和仪器，来研究黑洞的性质。
5. 例如，科学家们通过对银河系中心的观测，发现了一个名为Sagittarius A*的天体，这个天体就是一个超大质量黑洞。
他们利用射电和红外线等波段的观测，来探究黑洞周围物质的运动和行为。
通过这些观测，科学家们成功地揭示了黑洞的一些性质，比如它们的质量、自转速度等等。
6. 此外，科学家们还利用引力波探测技术来研究黑洞。
引力波是由质量巨大的天体运动时所产生的扰动，它们可以传播到宇宙各个角落。
科学家们利用高精度的探测设备，来探测这些引力波，从而间接地观测黑洞。
这项技术在2015年被证实，并为其创始人赢得了诺贝尔物理学奖。
7. 通过这些观测和研究，我们逐渐了解了黑洞的一些性质。
比如，我们知道黑洞有着极大的质量，甚至可以是太阳的数百倍甚至上千倍；我们知道黑洞的自转速度非常快，甚至可以达到光速的一半以上；我们还知道黑洞会吞噬周围的物质，形成一个称为“吸积盘”的物质环。
8. 黑洞的研究不仅能够帮助我们更好地理解宇宙的大规模结构，还有望帮助我们揭开一些宇宙奥秘的面纱。
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由于能量守恒，辐射谱不是严格黑体谱
辐射谱必须修正
此修正保证了量子引力的幺正性
没有信息丢失！
• 张靖仪、赵峥等的工作： 把Parikh的证明推广到旋转、带电的稳态黑洞
Jingyi Zhang, Zheng Zhao, Modern Phys. Lett. A 20 (2005) No. 22. 1673
（2）真实黑洞与理想黑洞（平 庸拓扑和非平庸拓扑）
• 理想黑洞的度规是拓扑非平庸的，信息会 丢失。
• 真实黑洞的度规拓扑是平庸的，信息不会 丢失。
（3）散射过程
• 真实黑洞的形成和蒸发可以被视作散射过程。
∞ 弱场
强场
∞ 弱场
此散射过程，信息守恒。
5、对霍金新观点的质疑
（1）落入黑洞的信息必定有部分丢失。 （2）部分信息有可能从黑洞中重新逸出，部
的。
• 但是有两点疑问：辐射在穿越量子能层时， 会发生什么？
• 上述证明用的是渐近方程，如果不采用渐 近方程会否带来对热谱的修正？
（C）光锥张角改变
AB是类空曲线
如果光锥在扰动下张 开，AB将可能类光或 类时
假如黑洞视界附近的时空被扰动，将可能 使光锥张角涨落，有可能使洞中信息逸出。
Ⅱ 奇点疑难
1、什么是奇点 2、奇性定理 3、奇性带来的物理异常及引发的猜想 4、对奇性定理证明的质疑 5、自由光线的加速度 6、钟速同步与第零定律
1、什么是奇点
（1）时空曲率发散 描述曲率的标量
R, R R , R R
物质密度
• Shwarzschild 时空
r 0, R R
48M 2 r6
分信息有可能作为“炉渣”被留下来。
（1）为何必定有部分信息丢失？
• 对于微观黑洞，霍金的新观点也许正确。 • 对于宏观黑洞则不然
黑洞与外界的热平衡不稳定
T1 T2 11
0 C1 C2
• 黑洞与外部的温差，必将导致热流。这 是一个不可逆过程，必将导致熵增加。
• 按照信息理论
信息=负熵
熵
信息
∴落入黑洞的物质的信息必定会有丢失 （至少会丢失一部分）
• 我已经解决了黑洞蒸发的信息佯谬。对于 真实的黑洞，信息可以从洞中逸出。
（1）对偶猜想 （2）真实黑洞与理想黑洞（平庸拓扑和非平
庸拓扑） （3）散射过程
（1）对偶猜想
• ADS/CFT 反de Sitter空间中的超引力 反de Sitter空间边界上的共形场论
• CFT理论是幺正的 反de Sitter空间一定信息守恒 落入反de Sitter空间中的黑洞的任 何信息必定会跑出来
＊Phys. Lett. B 618 (2005) 14
Nuclear Phys. B 725 (2005) 173 J.High Energy Physics 10 (2005)055:1-6 Phys.Lett.B 638 (2006) 110 （＊Thomson 奖文章，2008）
• 推广到各种黑洞，发现均用了公式
（＊张靖仪与赵峥获Thomson中国卓越研究 奖文章探讨此问题）
1、无毛定理（1967）
• 对洞外观测者来说，坍缩进黑洞的所有物 质的信息（毛）全部丢失，只有总质量、 总角动量和总电荷除外。 只剩三根毛：M, J, Q
• 失去的信息永远保留在黑洞内部
2、Hawking热辐射 ——量子效应（1974）
• 物理学中 有质量守恒、能量守恒、电荷守恒…… 但 没有信息守恒定律。 热力学第二定律 熵不守恒 信息 不守恒 ∴应该预期：量子引力不一定具有幺正性
（2）信息从洞中部分逸出的可 能途径
（A）隧道效应 （B）非稳黑洞 （C）光锥的改变
（A）隧道效应
辐射谱是严格 黑体谱吗？
• F.Wilczek和M.Parikh：对史瓦西黑洞和R-N 黑洞（球对称静态黑洞），辐射时黑洞会 有收缩
黑洞疑难
赵峥 北京师范大学
2008定律有关）
Ⅱ 奇点疑难 （可能与热力学第三定律有关）
Ⅲ 动力学黑洞 （霍金辐射产生自何处？）
Ⅳ 时间度量 （可能与热力学第零定律有关）
Ⅰ 黑洞信息疑难
1、无毛定理（1967） 2、霍金热辐射——量子效应（1974） 3、打赌（1997） 4、霍金的新观点（2004） 5、对霍金新观点及信息守恒的质疑
• 考虑量子隧道效应，黑洞会以精确的黑体 谱进行热辐射，不带出任何信息。
• 黑洞将“蒸发”干净，洞内信息全部从宇 宙中消失。
• 信息的丢失意味着，形成黑洞的量子纯态 全部衰变成混合态。
这将导致
• 熵大量增加 • 轻子数、重子数等守恒定律破缺。 • 量子引力不具有幺正性。
3、打赌（1997）
S.W.Hawking
dQ TdS
因而假定了是可逆过程。
所以，Wilczek与Parikh的方案计算正确，但 是只对理想的〝可逆过程〞成立 ，然而， 所有的真实过程是不可逆的。所以，他们的 工作还不能证明信息守恒。
（B）动态黑洞
• Vaidya 黑洞
ds2 1 2m(v) dv2 2dvdr r 2 (d 2 sin 2 d 2 )
John Preskill
Kip Thorne
黑洞中的信息不会失
黑洞中的信息失去了。 去，一定会以某种机
（信息不守恒）
制跑出来。
（信息守恒）
2004年7月21日
• S.W.Hawking：我输了 • K.Thorne：没有输 • J.Preskill：没有听懂我为什么赢了。
4、Hawking的新观点
r
rEH 2m 1 2rEH 2m(1 4m )
rAH 2m
k 1 2rEH 4m
T k
2k B
N2 1
e
k
BT
1
rEH 事件视界 rAH 表观视界 rTLS 准静极限面
rAH rTLS rEH
量子能层
我们已证明：Hawking辐射来自事件视
界rEH，不是表现视界 rA，H且热谱是严格
r0
• Kerr-Newman 时空
r M M 2 a2 Q2
外视界（事件视界）和内视界
r 0
奇环，内禀奇异性
2
大爆炸奇点（k=-1, 0的宇宙） 大爆炸与大挤压的奇点（k=+1的宇宙）
（2）用测地不可延伸来定义奇 点
• 假如把曲率发散点从时空中挖掉，时空还 奇异吗？
奇异性（奇点）的定义