新手釣魚人 作品

第七百一十七章 搶了霍金飯碗(下)


“.”

 
在聽到徐雲所說的兩個黑洞合併的想法後。

 
話筒內再也沒有傳來楊振寧的回答,取而代之的則是沙沙沙的筆算聲。

 
從小球投入黑洞,換成兩個黑洞合併。

 
二者在【行為】層面是類似的,也就是都是兩個東西靠近合為一體,但彼此間的重要性卻截然不同。

 
前者算是異性,勉強還算常見,後者就特麼的相當於男酮了。

 
而小球丟入黑洞如果因為半徑的原因存在熵增,那麼理論上黑洞合併也應該同樣如此。

 
也就是.

 
無論是黑洞的表面積還是黑洞熵,都會因此不可逆的增加。

 
“.”

 
這一次。

 
楊振寧的計算時間足足持續了二十分鐘,期間由於屋內沒有交流聲傳來,屋外的陸光達都忍不住推開門悄悄看了看情況。

 
二十分鐘後。

 
徐雲手中的話筒對面,悄然響起了一聲複雜的嘆息:

 
“果然如此,在旋並狀態下,黑洞的視界面積會隨質量的增加而增加。”

 
“小徐,你的看法是對的。”

 
楊振寧的語氣並不消沉,但卻極其感慨。

 
雖然物理學界還沒有見到過黑洞與黑洞合併的現象,甚至連普通黑洞都沒觀測到。

 
但稍微有腦子的人都可以想象到的是,黑洞與黑洞的合併必然不是一個瞬時行為——這是相對觀察者來說的。

 
如果兩個黑洞之間還對著角度,它們還會先旋轉再對準,這個時間跨度可能需要數百萬年甚至更久。

 
因此就像小球與黑洞合併一樣。

 
兩個黑洞合併的時候,一定會有【半徑】這個概念存在。

 
這裡的半徑不是經典物理的半徑,而是某種厚度——通俗來說就是質量。

 
以上這個邏輯推進在後世的眼光看起來簡單的好像有點莫名其妙,但還是那句話,時代和時代的認知是不一樣的。

 
就像亞里士多德當年提出的“越重的東西下落越快”這個所謂真理,直到16世紀才被物理學界給用大小球實驗否定。

 
大小球實驗如此,黑洞與球同樣如此。

 
順帶一提。

 
很多人在課本上都學過伽利略用大小球在比薩斜塔否定了亞里士多德的故事,但實際上伽利略並沒有做過這個實驗

 
這其實只是伽利略的一個思想實驗,後來伽利略的學生西蒙在比薩斜塔做鐵球實驗,並被他另外一個學生維維亞尼寫入了《伽利略傳》之中。

 
並且這個雙球實驗在現實中的結果也是不理想的,比薩斜塔高度為55米,鐵球落到地面只需三秒,大小球的差距不足以否定雅力士多德——儘管伽利略的思想實驗本身是正確的。

 
視線再回歸現實。

 
當然了。

 
此時楊振寧感慨的並不是自己居然沒想到這麼簡單的邏輯原理,而是在感慨自己得出的結果:

 
黑洞的視界面積確實會隨質量的增加而增加,並且不會可逆的減小。

 
而這裡的視界面積便可以等同於黑洞熵。

 
這裡的等同可不是字面上隨便說的,因為只要把黑洞的表面積A除以普朗克常數h平方再乘以一個無量綱數,就能得到黑洞的熵。

 
隨後楊振寧在面前的這個公式上看了一會兒,又對徐雲說道:

 
“小徐,按照你的這個思路我還有兩個問題想確定一下。”

 
徐雲連忙坐直了身子,說道:

 
“您說,我一定盡力解答。”

 
楊振寧頓了頓,問道:

 
“第一個問題,雖然時間有限,我沒有具體進行過計算,但是根據質能等價定理判斷”

 
“如果黑洞真的有熵,那麼黑洞內應該也會存在信息?——至少是有限的信息?”

 
徐雲點了點頭,肯定道:

 
“沒錯。”

 
楊振寧所說的情況便是前頭提到的貝肯斯坦極限,一個在2023年為數不多被與黑洞面積公式一同被證明的理論。

 
“.”

 
楊振寧對於徐雲肯定的答覆並不感覺有多意外,他拋出這個問題的目的,其實是為了引出後一個猜想:

 
“也就是說.黑洞,其實也遵循熱力學第二定律?”

 
徐雲深吸一口氣,胸口略微起伏了一陣:

 
“.沒錯。”

 
眾所周知。

 
在原本歷史中。

 
黑洞物理學的發展,很大部分都和惠勒這個人有關。

 
約翰·惠勒作為愛因斯坦的門徒,和自己的老師一樣,也認自然定律關鍵在於引力。

 
不過惠勒也曾和量子物理的大師波爾在一起工作交流過過,所以同樣也是量子力學的信徒。

 
他有點類似古代一個叫做葉天士的人物,拜過很多師傅,最終集諸家之長自己也成為了一個大佬。

 
1967年的時候。

 
惠勒開始對史瓦西在1917年描述的引力坍塌物體非常感興趣,這玩意兒也就是黑洞。

 
惠勒認為黑洞就是一個標準的終結體,無論是什麼扔進黑洞,系統的無序度就永遠消失了,因為沒有任何物體可以從黑洞逃逸出來。

 
後來的許多工作都證明,黑洞確實是一個高度有序的終極壓縮機,無論多麼雜亂無章,都會在黑洞中心被壓縮成無限小,包括信息。

 
這種描述有點類似無神論者對“去世”這個概念的判定——沒有生命氣息,也沒有靈魂前往地獄天堂。

 
但作為惠勒的學生,貝肯斯坦卻不認同這點。

 
他提出也許信息並沒有消失在黑洞,而是轉化為了黑洞的一部分。

 
奈何當時沒人相信貝肯斯坦的想法,直到霍金計算出了黑洞的面積定律,才給貝肯斯坦帶來了靈感。

 
於是他順勢推出了赫赫有名的貝肯斯坦上限,證明了黑洞存在信息以及信息上限。

 
當然了。

 
最開始的時候霍金其實也不相信貝肯斯坦的這個結論,作為堅定的廣義相對論擁護者,霍金認為這個小年輕是在碰瓷自己。

 
同時貝肯斯坦雖然有了正確的想法,然而他的論證不是非常準確,計算中存在許多的不確定性。

 
例如他只是說黑洞的熵正比於視界面積——在物理學中,正/反比其實是一個難以捉摸的詞。

 
對於任何一個證明,物理學家都要求給出確切的比例。

 
例如引力和距離的平方成反比,磁場強度和距離的三次方成反比,那麼黑洞熵呢?

 
是2倍的面積還是1/2倍的面積,這個數字得定下來。

 
就像網文裡的加更一樣,手速快的作者兩萬字才算加更,手速慢的作者七千字就算加更了。

 
不過很有意思的是。

 
後來霍金忽然意識到由於量子力學的不確定性原理,黑洞真的是會釋放出一點點輻射的,並且滿足黑體輻射的公式,即霍金輻射。

 
在這種情況下。