物理学家揭秘黑洞的怪异量子特性
2022-11-30 15:09:27来源：cnBeta
昆士兰大学(UQ)的物理学家证实了黑洞离奇的量子特性--包括它们同时拥有不同质量的令人费解的能力。一个理论物理学家团队进行了计算，揭示了令人惊讶的黑洞量子现象。这项研究由昆士兰大学领导，由博士生Joshua Foo负责。
使用NightCafe Creator AI创建的质量量化黑洞的插图。资料来源：昆士兰大学
"黑洞拥有我们宇宙中一个令人难以置信的独特和迷人的特征，"Foo说。"当重力将大量的物质难以置信地挤压到一个微小的空间时，它们就会产生，产生如此大的引力，甚至连光都无法逃脱。这是一个可以由垂死的恒星引发的现象。但是，直到现在，我们还没有深入研究黑洞是否显示出量子物理学的一些奇怪和奇妙的行为。"
这样的行为之一是叠加，即量子尺度上的粒子可以同时存在于多种状态。这一点最常见的是薛定谔的猫，它可以同时既死又活。但是，对于黑洞来说，我们想看看它们是否可以同时拥有巨大的不同质量，结果发现它们确实如此。想象一下，你既宽又高，同时又矮又瘦--这是一种直观上令人困惑的情况，因为我们立足于传统物理学的世界。但这是量子黑洞的现实。
为了揭示这一令人费解的现象，物理学家团队开发了一个数学框架，允许我们将一个粒子"置于"理论上的质量叠加黑洞之外。
质量被特别关注，因为它是黑洞的一个决定性特征，而且量子黑洞自然会有质量叠加，这也是合理的。
研究的共同导师Magdalena Zych博士说，这项研究事实上加强了量子物理学先驱们提出的猜想。
她说："我们的工作表明，雅各布-贝肯斯坦--一位美国和以色列的理论物理学家，对黑洞热力学的基础做出了根本性贡献--的早期理论是正确的。他假设黑洞的质量只能达到一定的数值，也就是说，它们必须落在一定的波段或比率内--例如，这就是原子的能量水平的作用。"
建模表明，这些叠加的质量事实上是在某些确定的波段或比率内--正如贝肯斯坦所预测的那样。
"我们没有假设任何这样的模式，所以我们发现这个证据的事实是相当令人惊讶的。宇宙正在向我们揭示，它总是比我们大多数人所能想象的更加奇怪、神秘和迷人。"
这项研究已经发表在《物理评论快报》杂志上。
