热点事件 · 2022年1月10日 0

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

毫无疑问,霍金是物理史上最伟大的科学家之一。虽然只有几根手指可以移动,但他提出了许多深刻的理论,为天体物理做出了杰出的贡献。到目前为止,霍金的许多理论仍然难以验证。今天,让我们来看看霍金生前的十大预测,看看哪些已经得到了证实。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

面积定理

这是最近确认的定理,研究结果刚刚在近一个月前公布。所谓的面积定理类似于我们熟悉的熵增定理。霍金告诉我们,黑洞的表面积只会增加,不会减少。

麻省理工学院体育物理学家Maxililianmisi分析了2015年著名的GW15094数据,发现两个黑洞的表面积之和为23.5万平方公里,黑洞表面积为36.7万平方公里。这样,科学家们通过实际的观测数据证实了霍金的面积定理。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

大爆炸宇宙论

人们对宇宙的诞生一直有不同的看法。一百多年前,科学家们开始争论一个话题:宇宙的膨胀是否有起点?如果是这样,它应该诞生于一场大爆炸;如果没有,那就是所谓的宇宙恒定态理论,即宇宙在时间上是无限的。

然而,霍金发现宇宙恒定态理论在数学上并不一致,所以只有大爆炸宇宙理论是可靠的。现在科学家们基本上接受了这个理论,根据目前的研究,我们宇宙的起点大约是138亿年前。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

黑洞存在真实存在

1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,第二年,史瓦西通过广义相对论预测了黑洞的存在。然而,从那时起(甚至直到今天),人们总是质疑黑洞的存在。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

霍金相信这个神秘的天体。他巧妙地结合了广义相对论和量子力学理论,证明了黑洞是真实的,并推导出了许多关于黑洞的理论。果然,2019年,视觉望远镜在M87星系中心拍摄了一个超大质量的黑洞,从实际观察的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,除了上述区域定理外,还有霍金辐射。与我们认为黑洞总是被吞噬的不同,霍金认为黑洞周围的空间会产生虚拟颗粒,其中一个会被黑洞吞噬,另一个会被射入宇宙空间,所以黑洞的质量会继续下降,就像蒸发缓慢一样。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

这一理论最近也色列科学家用声波模拟霍金辐射的现象,发现这个过程与霍金的预测完全相同,这表明霍金的理论没有问题。

黑洞信息悖论

霍金辐射理论一旦提出,就给科学家带来了巨大的麻烦。因为这个理论意味着坠入黑洞的物质携带的信息完全丢失,这就是所谓的黑洞信息悖论。换句话说,当一对虚拟粒子从黑洞周围产生时,我们不知道它们在坠入黑洞之前是什么,这违反了量子力学的时间反演属性。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

霍金本人对这一理论的解释是,黑洞周围有一些零能量粒子云,它被称为软毛,这些信息存储在这里。然而,这只是解释信息悖论的几个假设之一,尚未得到证实。

原初黑洞

大质量恒星的超新星爆发确实是形成黑洞的方式,但可能不是唯一的方法。霍金认为,在宇宙早期,一些物质可以直接坍缩成黑洞,因为物质密度太高。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

在这种情况下,黑洞不需要达到奥本海默的极限,也就是说,质量可以很小,甚至不到1克。然而,根据霍金辐射的理论,如果有这么小的黑洞,它很快就会完全蒸发。稍大一点的原始黑洞可能存在于今天的宇宙中,但科学家仍然无法观察到。

多元宇宙

多元宇宙的说法已经存在很长时间了。许多人认为,从大爆炸的那一天起,我们的宇宙就没有什么特别之处,只是无数宇宙中的一个。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

霍金晚年一直在思考这个问题,但和许多科学家一样,他对无限的概念有些抵触。无限宇宙意味着无论事件概率有多小,只要不是0,就必然会发生。霍金提出了一个新的数学框架,它并没有完全否认多元宇宙的存在,但至少证明宇宙的数量不会是无限的。当然,这一理论似乎很难在短期内得到验证。

时空穿梭

首先,我们能否回到过去是一个巨大的问题。更让霍金困惑的是时间旅行引起的悖论,也就是著名的祖父悖论:如果你回去杀了你的祖父,你现在会消失吗?

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

这个问题真的让很多人很难回答。在我们实现这个目标之前,我们无法回答过去的时间和空间是否对现在的时间和空间有影响。霍金认为,一些我们还没有理解的物理定律会导致保护效应,防止这种事情发生。然而,考虑到我们甚至觉得时间和空间旅行很荒谬,这一理论的验证可能需要很长时间。

造物主

归根结底,这仍然是来自宇宙大爆炸的问题:在大爆炸之前发生了什么?霍金无论是什么引发了大爆炸,还是所谓的创造者创造了宇宙,都是一个荒谬的答案。

霍金一生中的10大预言,4项已经证实,6项仍有待研究

他认为,在宇宙爆炸之前,这个概念是荒谬的,因为宇宙创造了时间,宇宙没有出现,所以以前并不重要。他多次解释说,在宇宙爆炸之前,没有创造者的空间。当然,很难找到说服他人的证据。

霍金最熟悉的预言可能就是这样。我相信很多人不止一次在网上提到霍金的言论。可能导致世界末日的因素有很多,如气候恶化、外星人入侵、人工智能叛逆等。与其他理论不同,我们不希望这个预测得到验证。换句话说,当它被验证时,没有人能看到它。