第七百一十六章 抢了霍金饭碗(上)-《走进不科学》


    第(3/3)页

    这个解所描述的物体就是黑洞,其中黑洞的视距界限就是所谓的史瓦西半径,因此有部分黑洞也叫作史瓦西黑洞。

    史瓦西黑洞是静止的球对称黑洞,只有一个参数,即质量m,也是模型上最简单黑洞。

    接着在史瓦西黑洞的基础上,物理学家推导出了旋转的黑洞,也就是克尔-纽曼黑洞。

    它是q=0的克尔黑洞的推广,也是整个宇宙中最普遍的一种黑洞。

    根据克尔-纽曼线元显示,描述黑洞只需要质量m,电荷q和角动量j就行了。

    接着徐云静心听了听话筒对面的动静,很快,电话对头传来了一道‘嗒吧’声。

    这是杨振宁将笔放到桌面上的声音,代表着杨振宁已经写好了算式。

    于是徐云很快便又说道:

    “在这个基础上,当年罗伯特·杰勒西提出了一个驳斥广义第二定律的思想实验。”

    “也就是将一个物体缓慢的挪到黑洞视界处,并把它扔进了黑洞里头。”

    “这时可以发现,黑洞的熵并没有增加,而物质的熵减小了,因此广义熵在这一过程中是降低的。”

    杨振宁点了点头,这是一个非常有名的思想实验。

    随后徐云深吸一口气,继续说道:

    “但实际上呢,由于物体有厚度为了方便举例,这里就假设用一个球做实验好了。”

    “对于一个球形物体,因为它具有有限的半径r,实际上我们不可能把它降低到黑洞视界才能扔进去——在视界上方r(固有距离)的时候就截止了。”

    “这时黑洞熵会增加一些,而物质的熵会消失,从而保证广义第二定律的成立。”

    杨振宁顿时虚起了眼,这倒是个挺新奇的角度。

    接着不等杨振宁细思,徐云又开口了:

    “那么杨先生,如果这个过程不是一个球和一个黑洞,而是”

    “两个黑洞同时合并呢?”

    “黑洞合并?”

    杨振宁下意识看向了自己最初在纸上画的那个代表着黑洞的【o】,目光焦距迷失了片刻,紧接着便呼吸一滞,飞快拿起笔书写了起来。

    “一般稳态黑洞满足dm=k8πgda+Ωdj+Φdq”

    “如果假设黑洞与黑洞合并,那么由球例子可知da/dt≥0,同时引入角动量”

    听到杨振宁计算中的自言自语,徐云的脸上亦是忍不住浮现出了些许感慨。

    黑洞。

    这是一个物理学史上非常特殊的话题。

    它的特殊性不仅在于它的现象性质,还在于它的时间跨度。

    上头提及过。

    它的概念早在1783年就被提出来了,那时候小麦他爹都还是个受精卵呢.

    但直到19世纪的第二个十年,物理学界才在数学上对它有了一定了解。

    然而这仅仅还是个开始。

    按照历史发展。

    从1920年开始,物理学界对黑洞的研究还会停滞整整五十年,直到1970年前后才会出现关键性的突破。

    这个突破便是霍金提出的黑洞面积定律,以及雅各布·贝肯斯坦根据霍金定律提出的贝肯斯坦极限,也就是贝肯斯坦-霍金熵。

    贝肯斯坦极限解释起来很复杂,总结起来其实就一句话:

    半径r的球体,总能量(包括静止质量相应的能量在内)为e,那么这一球体的熵最多是2πkcer。

    从这个角度上来说,【人的想象力是无穷无尽的】这句话其实也是错的。

    人的大脑大约重1.5kg,体积是1260cm^3,如果看作球体则半径为6.7cm。

    按一般人脑的尺寸和质量计算,人最多只能有10^42种念头。

    即便人们意识上传,变成巨大计算机中流动的思维,这个界限仍然存在。

    地球大小的计算机或“大脑”,也最多只有10^75种念头罢了。

    256位密钥就可能让这计算机硬算快两分钟,512位密钥则可能要硬算将近10的72次方年——因此某些里某某角色一个念头可以推演古今的情节压根就不存在,实际上连个密码锁都未必破解的了,咳咳.

    同时限制这点的还有布雷莫曼极限,1kg物质1秒能够达到的最快的运算速度是1.36*10^50次方个bits算了还是不毁玄幻了。

    总而言之。

    贝肯斯坦极限证明了黑洞拥有黑洞熵,并且与黑洞的视界面积成正比。

    这个过程虽然是纯数学推导,但2015年ligo观测到的引力波事件gw150914却证明了这个推导的正确性。

    同时很令人感慨的是。

    贝肯斯坦极限这种后世你可以在《走进本土驴》这类网络里看到的概念,在眼下这个时代却属于彻头彻尾的奥秘极知识。

    即便是杨振宁这样的大佬,此前都闻所未闻。

    (本章完)


    第(3/3)页