bt工厂爱唯侦察 为什么黑洞对本人的引力是清静的?

发布日期:2024-09-12 09:30    点击次数:72

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图 1.质料为 M 的黑洞具有里面负恒定标量曲率 R,半径为 r0由 Schwarzschild 解 (r0= 2 克/摄氏度2,其中 c 是光速,G 是牛顿引力常数)。这会产生一个向外的压力 PS正值对消向内压力 PM 来自黑洞的自引力,试图压缩物体。R 在 Horizon 处是不汇集的。莫得名义张力。图片着手:物理科学证实证实(2023 年)。DOI:10.1142/S2424942423500019

中子星是类技艺物资,在量子色能源学(强色力)中最大质料约为 2.34 太阳质料。黑洞是类空间物资,莫得最大质料,但最小质料为 2.35 个太阳质料。事实上,黑洞也曾被详情为具稀有百万或数十亿个太阳质料。

扫数类技艺物资齐是因果性的,而黑洞类空间物资口角因果性的。非因果类空间物资莫得可识别的粒子气象(在类空间区域中一切齐脱离质壳),莫得泡利旨趣,莫得畅通方程,莫得流体静力清静性方程,莫得气象方程,莫得熵,莫得温度,莫得普朗克常数,莫得玻尔兹曼常数,莫得有限温度量子场论。

黑洞独一具有的量是引力不变量,它们是在无限远方的可不雅测值和标量曲率 R。引力不变量的函数亦然引力不变量,举例它的体积、面积、半径等。

引力流形是具有等距对称性的度量空间,这些引力不变量是这些对称性下的不变量。要是度量空间是 Minkowski 空间,则等距对称性即是稳重的 Poincare 群。

黑洞是莫得最大质料的清静物体

黑洞压力 - PS,使其从负标量曲率推广的向外压力,以及 PM来自本人引力的向内压力试图压缩它——是引力不变量。在讲授 PS= -PM,完结标明均衡亦然清静的,何况出现了一个通用黑洞常数 F = 3c4/4G = 9.077...x1043N.

扫数黑洞齐有换取的力常数 F 推广,与黑洞质料无关。恰是这个新的黑洞通用常数解释了为什么黑洞莫得最大质料。

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这个大批的力常数有两个凯旋的效果:

(1) 六合中最大的压力 P六合是物理 observable 和 calculable。最小的黑洞在六合中具有最高的压力。使用前边提到的臆测的最小 2.35 太阳质料,不错赢得 P六合= 1.5183...x 1035牛 / 米2.这是一个难以归拢的大值,因此咱们不错将其与臆测的木星 P 中心压力进行比拟木星= 650 x 106磅/英寸2(NASA 网站 — 使用英制单元),给出 P六合/P木星= 3.3878...x1022,仍然超出了东谈主类的归拢边界。

(2) 存在黑洞聚结的面积定律,但这不是霍金的料到,也与熵无关。为了造成两个聚结的黑洞,压力为 P1和 P2在体积中,留住压力为 P 的残余物3,则条目 P1+P2> P3,不然残余物将不存在。由于压力为 P = F/面积,通使劲常数为 F,这给出了实质的黑洞聚结面积定律,波及倒数面积 1/A1+ 1/一个2> 1/A3.可用的引力波数据与这个倒易聚结面积定律一致。通用黑洞常数的存在圆寂着黑洞的聚结。

图 2.由于因果爱因斯坦畅通方程造作挪用到非因果 BH 而导致的假 BH 奇点。单元为 G = c = 1。图片着手:《物理科学证实》(2024 年)证实。DOI: 10.1142/s242494242450004x

黑洞奇点问题

将因果关系愚弄于非因果空间类物资老是会导致矛盾。黑洞具有奇点的说法被平时援用,是基于因果爱因斯坦畅通方程对非因果黑洞的误用,产生了一个假的奇点,见图 2。

这个方程是鬻矛誉盾的,因为标量曲率在左侧是引力不变的,但右侧有球坐标,这些坐标在引力上不是不变的。在发表在《物理科学证实证实》(Reports in Advances of Physical Sciences)上的著述中,从而讲授了黑洞莫得奇点。

要是因果物理学愚弄于黑洞空间类物资,老是会出现矛盾

要是因果有限温度量子场论被误用到非因果空间类黑洞,就会出现矛盾:在一个往往被援用的参考贵寓中,霍金作念了这个确切的挪用,并指出黑洞有一个温度并挥发掉它们的质料,达到真空气象。

当因果物理学愚弄于非因果空间类黑洞时,咱们预期的矛盾在那处?要是黑洞果然放射,它们的质料确乎会接近零,但如图 1 所示,它们的负标量曲率 R 并莫得变为零,而是变为负无限大:黑洞的终端气象不是所需的真空气象 R = 0。这即是因果有限温度场论误用于非因果空间物资所产生的矛盾。

标量曲率 R 的重整化

广义相对论的主见之一是 R 在四维时空中的重整化。2018 年的一篇著述标明,有限温度量子场论中 R 的重整化与热力学势的重整化豪放换取的定理。

这两个量齐是物理可不雅察对象,在费曼图中莫得 “腿” (意味着莫得外部格林函数)。量子场论中“恶名昭著”的斟酌是电弱真空能量密度为 10120比践诺真空能量密度大几个数目级的说法是造作的,因为这个常数项在热力学势的重整化定理中被对消了。

终末,不错说,由于因果关系,木星无疑是一个比非因果黑洞复杂得多的天体。

这个故事是 Science X Dialog 的一部分,商酌东谈主员不错在其中证实他们发表的商酌著述的发现。请探听此页面,了解关系 Science X Dialog 以及怎么参与的信息。

更多信息:P. D. Morleybt工厂爱唯侦察,为什么黑洞对本人引力保捏清静?物理科学证实 (2024) 中的证实。DOI: 10.1142/S242494242450004X