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霍金悖论
即英国理论物理学家斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942-2018)
主张:黑洞不可能透露出东西,所有那些被它吞噬的东西将永远置身于我们的宇宙之外。
这一论断被一些人称为“霍金悖论”(为了解决“悖论”从而引发了平行宇宙的概念,或者说有多个宇宙共存的说法),因为它与量子理论相抵触。
霍金为什么发明黑洞定律,故事霍金黑洞理论
在1974年,史蒂芬.霍金发现了黑洞的蒸发现象,从而改变了黑洞的经典图像:黑洞已不是完全“黑”的,也不单纯是个“洞”,它既可以通过吸积物质使质量增加,也可以向外发射物质,而使质量减小。
霍金的所有预言面积定理
这是最近的一个被证实的定理,研究成果在差不多1个月前刚刚公布。所谓的面积定理,类似于我们比较熟悉的熵增定理,霍金告诉我们:黑洞的表面积只会增加,不会减少。
麻省理工学院的天体物理学家Maximiliano Isi对2015年著名的双黑洞并合事件GW150914数据进行分析后,发现原来2个黑洞的表面积之和是23.5万平方公里,并合形成的黑洞表面积为36.7万平方公里。就这样,通过实际的观测数据,科学家们证实了霍金的面积定理。
大爆炸宇宙论
关于宇宙的诞生,人们一直有不同的见解。在一百多年前,科学家们就开始争论一个话题:宇宙的膨胀是否有一个起点?如果有,那么就应该是从一次“大爆炸”中诞生;如果没有,那就是所谓的宇宙恒稳态理论,也就是宇宙在时间上是无限的。
不过,霍金通过计算发现,宇宙恒稳态理论在数学上是无法自洽的,因此只有大爆炸宇宙论才是可靠的。如今科学家们基本都已经接受了这个理论,并且根据目前的研究,我们这个宇宙的起点,大约就在138亿年前。
黑洞真实存在
1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,随即在第二年,史瓦西就通过广义相对论预言了黑洞这种天体的存在。然而,从那时候开始(甚至直到今天),始终有人质疑黑洞这种天体的存在。
对于这种神秘的天体,霍金是深信不疑的。他巧妙地结合了广义相对论和量子力学等理论,证明了黑洞是真实存在的,并且推导出了关于黑洞的许多理论。果然,在2019年,事件视界望远镜拍摄到了M87星系中心的超大质量黑洞,从实际观测角度证明了他是正确的。
霍金辐射
霍金提出的关于黑洞的重要理论,除了上面的面积定理,还有霍金辐射。和我们认为黑洞永远在吞噬不同,霍金认为,黑洞周围的空间会产生虚粒子对,这样的粒子对中有一个会被黑洞吞噬,另一个则被射到宇宙空间,以至于黑洞的质量会不断减少,就像在缓慢蒸发一样。
这个理论同样在最近被证实,以色列的科学家用声波来模拟霍金辐射的现象,发现这个过程和霍金的预言完全相同,可见霍金的理论没有问题。
黑洞信息悖论
霍金辐射的理论一经提出,就给科学家们带来了巨大的困扰。因为这个理论意味着,坠入黑洞的物质所携带的信息完全丢失了,这就是所谓的黑洞信息悖论。换句话说,当一对虚粒子从黑洞周围产生时,我们不知道它们坠入黑洞之前是什么,这是违背量子力学的时间反演属性的。
霍金本人对这个理论的解释是,黑洞周围有一些零能量粒子云,他称之为“软毛”,这些信息就储存在这里。不过,这也只是解释信息悖论的几种假说之一,并没有得到证实。
原初黑洞
大质量恒星的超新星爆发确实是黑洞形成的途径,但未必是唯一的方法。霍金认为,在宇宙早期,由于当时物质密度过高,以至于有些物质可以直接坍缩成黑洞。
在这种情况下,黑洞不需要达到奥本海默极限,也就是说质量可以非常小,甚至不足1克。不过,同样根据霍金辐射的理论,如果真的有这么小的黑洞,也会很快就完全蒸发。稍微大一些的原初黑洞或许可能存在于今天的宇宙中,不过对于科学家们来说,目前仍然是没办法观测到的。
多元宇宙
关于多元宇宙的说法,历来已久。很多人认为,从大爆炸的那一天开始,我们的宇宙就没有什么特殊之处,仅仅是无数个宇宙中的一个。
霍金在晚年也一直在思考这个问题,但他和许多科学家一样,对于无限这个概念有些抵触。无限个宇宙,意味着不论多么小概率的事件,只要不是0,就必然会发生。霍金提出了一个新的数学框架,虽然没有完全否认多元宇宙的存在,但至少证明了宇宙的数量不会是无限的。当然了,这个理论似乎也很难在短期内被验证。
时空穿梭
首先,我们能不能穿越回过去,就是一个巨大的问题。更加令霍金困惑的,就是时间旅行导致的悖论,也就是著名的外祖父悖论:如果你穿越回过去,杀死自己的外祖父,那么现在这个你到底会不会消失?
这个问题确实让很多人难以回答,过去的时空对现在的时空到底有没有影响,在我们实现这个目标之前是无法回答的。霍金认为,有些我们尚未了解的物理学定律会导致一种保护效应,阻止这种事情的发生。不过,考虑到我们连时空旅行都觉得十分荒唐,这个理论的验证恐怕也要等到很久了。
造物主
说到底,这还是宇宙大爆炸衍生出来的问题:大爆炸之前到底有什么?不论是其他什么东西引发了大爆炸,还是所谓的造物主创造了宇宙,对于霍金来说都是比较荒谬的回答。
他相信,宇宙大爆炸之前这个概念本来就荒谬,因为宇宙创造了时间,宇宙没有出现,也就无所谓“之前”的说法。而且他多次阐述,在宇宙大爆炸之前,根本没有“造物主”存在的空间。当然了,想要说服别人,这个论点的证据,恐怕也非常难以找到。
世界末日
大家最熟悉的霍金预言,大概就是这个了吧。网上经常会提及霍金的这些言论,相信很多人都看过不止一次。可能导致世界末日的因素有很多,比如气候恶化、外星人入侵、人工智能反叛等等。和其他理论不同的是,我们不希望这个预言得到验证。或者说,当它被验证时,也没有人能够看到了。
答:第一个预言,2032年地球进入冰河时代,全球气候变暖。
??????第二个预言,2060年人类离开地球移民火星。
??????第三个预言,2100年人类进入外太空,新人种出现。
??????第四个预言,2215年地球将面临灾难性毁灭。
??????第五个预言,??2600年,地球会变成一个火球,燃烧殆尽。
霍金被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。因为天体物理学家研究的东西太过玄妙,很多都需要先提出假说然后逐步验证。所谓的霍金十大预言并没有准确版本。
1、2017年11月时预言,2600年地球能源枯竭变成火球,人类会灭亡。
2、2010年8月时预言,地球200年内会毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。
3、2006年06月13日时预言,人类四十年内殖民火星
4、2032年地球进入冰河时代,全球气候变暖。
5、2100年人类进入外太空,新人种出现。
6、2215年地球将面临灾难性毁灭。
7、2032年地球进入冰河时代,全球气候变暖。
8、基因科技将改良人种。
9、2030年太阳休眠、地球毁灭。
这些预言哪些真正是霍金说的,其实并不能完全确定。
霍金弦论霍金悖论,由英国理论物理学家斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942-2018)提出的一个科学悖论:黑洞不可能透露出东西,所有那些被黑洞吞噬的东西将永远置身于我们的宇宙之外。
为了解决这个“霍金悖论”,引发了平行宇宙的概念,或者说有多个宇宙共存的说法。霍金悖论与量子理论相抵触。