據鳳凰科技(編譯/嚴炎劉星):新科學家報道,黑洞,作為宇宙里貪得無厭的怪獸,幾乎是無法利用我們現有的武器殺死。唯一能夠加速黑洞死亡的便是由宇宙弦——一種由弦理論預測的假想物質——組成的電纜。發現黑洞將幫助科學家們更好的理解物理定律在宇宙極端環境里是如何進行的。
見證一個黑洞的死亡最簡單的方法就是耐心等待,我們常常認為黑洞引力非常強以至于沒有任何經過視界的東西能夠逃離,并且黑洞的體積從未減少。但1976年斯蒂芬·霍金提出,黑洞因量子力學的效應將釋放輻射,從而最終將蒸發消失。
但問題在于,通過蒸發而死亡的過程是令人難以置信的緩慢。一個具有太陽質量的黑洞蒸發死亡的過程需要花費宇宙年齡的1057倍。
死亡水桶
1983年,加拿大溫哥華英屬哥倫比亞大學的威廉·安魯(William Unruh)提出了一種加速該過程的方法。他想象了將一個水桶放入黑洞的輻射區內然后吮吸走某些粒子。安魯假設這個水桶是牢不可破的,且吊著水桶的電纜是沒有質量的——這些特性在真實的宇宙里是明顯不可能的。
現在美國斯坦福大學的亞當·布朗(Adam Brown)調查了倘若利用地球上已知最堅固的材料,這一設想是否可行,不出所料的是,答案是否定的。即使由碳納米管制成的電纜也無法忍受黑洞附近強大的引力,碳納米管具有已知最高的抗張強度和質量比。
“要么底部太薄以至于單一的光子就能熔化它,或者頂部太厚以至于整個繩子將經歷引力坍塌形成自身的黑洞,”布朗說道。唯一能完成這一設想的是弦理論里的基本弦,后者被假設為能夠在黑洞附近支撐自身的重量。但即便如此,它們還是不夠強壯無法將水桶放入霍金輻射區域內。最好的方法是一次引導一個額外的光子離開黑洞,就像水滴沿著牽引線移動。
緩慢的弦
增加更多的弦會增加蒸發率——但也只會到達特定的臨屆點。太多弦會導致自我坍塌形成黑洞,最終太多數量的吸引光子的弦將不會對黑洞自身的生命周期造成太大的影響。“它毀壞黑洞的速度并不見得比黑洞自身滅亡的速度快,”布朗說道。這對物理學家來說可能如釋重負。發現從黑洞中提取能量是可能的,這或許有礙于我們對視界附近物質的行為的理解。
“如果你可以迅速的毀滅黑洞并獲得其中的信息,那么從我們認為我們所了解的黑洞熱力學角度來說,這或許有些令人擔憂。”布朗說道。相反他的結果表明目前對視界的物理學描述還是走在正確的道路上的。“這是非常有趣的貢獻,”安魯說道。“思考這些問題對于我們如何認識黑洞具有啟示意義。”
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