关于黑洞的论文

图中＋－号代表不可分割的最小正负弦信息单位-弦比特（string bit）

（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit

量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）

注：位元即比特

黑洞理论1975年，霍金创立了闻名世界的理论体系，让黑洞的概念家喻户晓。量子理论在原子的水平上对宇宙加以描述，推断出信息是从来不会丢失的。如今，霍金已修改了黑洞理论，认为黑洞是可以“重新开放”的，所吞噬的信息可以以另一种形式释放出来，就像我们生活中的燃烧一样，只是信息的转化而已。经过29年的思考，斯蒂芬·霍金表示、他以前对黑洞的看法是错误的。2004年7月14日，这位剑桥大学的著名物理学家正式发表了一篇论文，认为黑洞这种由星体残骸演化成的漩涡会保留被吞噬物体的痕迹、而且终将释放出少量被撕碎的物质。霍金激进的新理论颠覆了他30年来为了科学地解释黑洞悖论而进行的努力：被吸入黑洞的物体怎样才能真正消失，不留一点痕迹呢长期以来他一直是这样认为的，而亚原子理论认为物质的形式可以相互转换，但不可能完全消失。此前、霍金坚持认为、黑洞会摧毁其中所包含的一切微小信息，然后只是正常向外辐射能量。在第17届国际广义相对论和万有引力大会上，霍金提出了令人难以置信的新的计算结果，认为黑洞能够将吞噬的物质慢慢释放出来，而且吸收和释放的方式都只有一种。62岁的霍金说他不再相信20世纪80年代的理论、当时的理论认为黑洞可能可以通往另一个宇宙空间，这正好可以用来解释被黑洞吞噬的物质和能量去了哪里。霍金站在粒子物理学家一边、长期以来，粒子物理学家们坚持认为任何被黑洞吞噬的物质都不会凭空消失，最后必然以一种特殊的方式释放出来。霍金面对来自50个国家的大约800名物理学家和其他科学家发表了演讲，他说：（黑洞里）没有我曾设想过的子宇宙分支，物质信息仍然牢牢地保存在这个宇宙里。我很遗憾这让科幻迷们失望了，但如果物质信息被保存了，就不可能利用黑洞去别的宇宙空间旅行。如果跳进一个黑洞，物质能量将以一种被撕裂的形式返回到宇宙中、其中包含以前的信息，但是已经处于无法辨认的状态。霍金的新理论在物理学权威中激起了怀疑和困惑的浪潮。霍金在发表演讲时，其中的两位领军人物美国哥伦比亚大学的威廉·翁鲁和芝加哥大学的罗伯特·沃尔德不断耸肩摇头表示怀疑。黑洞专家沃尔德说：霍金完全改变了他自己以前的观点、霍金以前认为进入黑洞的一切都会被冲走。他相信从黑洞释放出的任何物质都能追溯到来源。他已经偏离了仍然坚信的理论。折叠编辑本段研究历史上世纪70年代，霍金提出的“黑洞热辐射”理论是20世纪最杰出的理论物理成就之一，但当时这一理论的一些观点受到了量子物理学者的质疑，科学家们认为被黑洞“吞掉”的物质的信息最终将会随黑洞一起消失，在量子物理的角度上是无法解释的。为此，30年来学术界一直存在着争论，此次霍金提出的新观点―――黑洞在某一时间，将会把它吞掉的信息释放出来，从表面上看弥补了他以前理论的缺陷，但是这也不足以肯定这一理论就是正确的。赵教授解释，物质所包含的信息并不像质量或能量一样具有守恒的性质，因此霍金此前的信息消失理论并不是完全无法接受的。从20世纪60年代到80年代，黑洞研究取得了重大进展。最初人们认为黑洞是一颗死亡了的星体，什么东西都可以掉进去，但任何东西都跑不出来。1974年霍金证明黑洞有温度、有辐射。霍金辐射的发现使黑洞和霍金本人都变得家喻户晓。20世纪80年代以后，黑洞研究的重点逐渐从温度转向信息佯谬。人们早已知道，黑洞外部观测者会失去形成黑洞以及后来落入黑洞的物质的几乎全部信息，这就是“无毛定理”。所谓“毛”是指“信息”。黑洞只剩下总质量、总电荷和总角动量3根“毛”可以被外界探知。人们最初认为，虽然外部观测者不能探知黑洞内部物质的信息，但这些信息并没有从宇宙中消失，只不过隐藏在了黑洞的内部。霍金辐射发现之后，人们知道黑洞中的物质最后将全部转化为热辐射，而热辐射几乎不带出任何信息。这样，形成和落入黑洞的物质的信息将从宇宙中消失，信息不再守恒，不仅重子数守恒、轻子数守恒等定律不再成立，量子论的幺正性也将受到破坏。面对如此严重的理论困难，物理学家展开了激烈的争论。理论物理学家大都相信信息守恒，坚信幺正性这一量子论的基石不会被破坏。总之，信息应该守恒。以霍金和索恩为代表的相对论专家则认为信息不一定守恒，幺正性完全有可能被破坏。为此，霍金和索恩与坚信信息守恒的普瑞斯基打赌。"这种理论从诞生之初就遇到了麻烦:它同很多科学家坚持的"信息守恒定律"互为矛盾.这一度被人们称为"黑洞悖论".如同19世纪的科学家断定了能量守恒定律一样,20世纪的许多科学家提出了信息守恒一说——假如这个说法成立,那么"信息守恒定律"无疑将成为科学界最为重要的定律,也许比物质,能量守恒定律的意义更为深远.霍金的黑洞理论引起的激烈争执就是"信息"在黑洞中是否能够保存,守恒."折叠编辑本段理论产生所谓黑洞，是时空的一个区域，这个区域内的引力非常强大，以至于任何东西，甚至光都不能从中逃逸出来。长期以来，科学家们认为黑洞会吞噬一切。但1974年，霍金提出，黑洞一旦形成，就会“蒸发”辐射出能量，同时损失质量，这种辐射亦称为“霍金辐射”。霍金这一理论是黑洞研究中的一个重大进展。但与此同时，他又制造出了一个新的难题。霍金在1976年的另一篇论文中对此做出阐述：黑洞辐射并不含有任何黑洞内部的信息，在黑洞损失殆尽之后，所有信息都会丢失。而根据量子力学的定律，信息是不可能被彻底抹掉的，霍金的说法产生了矛盾，这就是“黑洞信息悖论”。当时霍金辩称，黑洞的引力场过于强大，量子力学的定律并不适用，但他这种解释并不令学术界感到信服。哈佛大学物理学家施特勒明格就直言“我并不相信霍金1976年的理论，尽管我不知道他的计算到底错在哪里”。折叠编辑本段理论推翻霍金悖论 霍金自己推翻自己的理论1976年，霍金称自己通过计算得出结论，他认为黑洞在形成过程中，其质量减少的同时还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的“霍金辐射”理论。但是，理论中提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息，一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后，其中的所有信息就都随之消失了。这便是所谓的“黑洞悖论”。这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。近30年来，霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示，黑洞中量子运动是一种特殊情况，由于黑洞中的引力非常强烈，量子力学在此时已经不再适用了。但是霍金的这种说法并没有得到科学界众多持怀疑态度学者的信服。如今，霍金终于给了这个当年自相矛盾观点一个更具有说服力的答案。霍金称，黑洞从来都不会完全关闭自身，他们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量，随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。这一重大研究成果还没有公开以论文的形式发表，已经在学术界引起了轩然大波。霍金在剑桥大学的同事、著名的物理理论学家马尔科姆·佩里博士表示，“霍金在这次研讨会上提出的观点也许是一种可行的解决方案。但是具体是否能得到最终认可，我看还需要由大家说了算。”但他认为，霍金最新的研究成果将可以和30年前发表的“霍金辐射”相媲美。物理学家科特·卡特勒在接受《新科学家》杂志的访问时说：“霍金发出了一个信息，他似乎在说‘我已经解决了黑洞理论中的矛盾之处，我想就此发表一些新的看法’。但是我们作为该信息的接受者，预先却并没有看到任何有关的书面阐述。作为对霍金本人的尊重，根据他的名誉，我只能暂且先接受这种说法。”。2004年7月21日，在爱尔兰的都柏林举行“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上，英国传奇科学家斯蒂芬·霍金教授宣布了他对宇宙黑洞的最新研究结果，霍金的态度来了个180度转弯，表示自己原来的观点错了，信息应该守恒：黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样，对其周遭的一切“完全吞食”，事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息可能会在某个时候释放出来：信息守恒。原因是先前把黑洞想得太理想化了，把黑洞热辐射也想得太理想化了。不过，霍金一直没有给出严格的证明来支持自己的新观点。索恩表示此事不能由霍金一个人说了算，他仍坚持信息不守恒的看法。普瑞斯基则表示没有听懂霍金的演讲，不明白自己为什么赢了。这一牵扯到量子论基础的敏感问题还远未解决。黑洞不是一颗死亡了的星体,它具有丰富的内涵。黑洞的霍金辐射理论表明,黑洞不仅具有一般的力学性质,而且具有量子性质和热性质。如果黑洞的辐射谱为严格的黑体谱,则黑洞辐射过程中信息丢失。Parikh和Wilczek认为,黑洞的霍金辐射的确可以看成是一种量子效应,但辐射粒子贯穿的势垒不是预先存在的,而是由出射粒子自身产生的。他们的研究结果支持信息守恒。黑洞理论的研究已经超出了黑洞本身，它不仅通过信息疑难触及了量子论的重要基石——幺正性，而且掀开了探讨时间性质的新篇章。黑洞内部有一个奇点，那是时间终结的地方。大爆炸宇宙有一个初始奇点，那是时间开始的地方。彭若斯和霍金曾经证明过一个“奇性定理”，该定理表明，任何一个真实的时空都一定存在奇点，即一定存在时间有开始或终结的过程。时间有没有开始和结束，原本是哲学家和神学家议论的话题，经过对黑洞和宇宙的研究，这一话题被纳入了物理学的领域。宇宙学家相信，太空中有许多类型的黑洞，从质量相当于一座山的小黑洞，到位于星系中央的超级黑洞，不一而足。科学家过去认为，从巨大的星体到星际尘埃等，一旦掉进去，就再不能逃出，就连光也不能“幸免于难”。而霍金教授关于黑洞的最新研究有可能打破这一结论。经过长时间的研究，他发现，一些被黑洞吞没的物质随着时间的推移，慢慢地从黑洞中“流淌”出来。霍金关于黑洞的这一新理论解决了关于黑洞信息的一个似是而非的观点，他的剑桥大学的同行都为此兴奋不已。过去，黑洞一直被认为是一种纯粹的破坏力量，而现在的最新研究表明，黑洞在星系形成过程中可能扮演了重要角色。2016年1月，斯蒂芬·霍金等人提出了新解释：落入黑洞的粒子的信息部分被位于视界线（黑洞边界）的粒子组成的“柔软毛发”所“俘虏”，这些信息并没有消失，但很难还原和破解。相关研究发表在arXiv上。[1]

据报道,科学家预言未来70年灾难--黑洞吞噬地球.物理学家担忧美国纽约布鲁克哈文实验室的全球最大粒子加速器.将产生类似黑洞的高密度物质.把整个地球吞噬.宇宙射线大放射.银河系发生星体爆炸后.若宇宙射线包括伽马射线放射到地球.可导致气温急降.导致冰河时期出现. 一.知识介绍: 1.黑洞的含义, 黑洞.广义相对论所预言的一种特殊天体.它的基本特征是具有一个封闭的视界.视界就是黑洞的边界.外来的物质和辐射可以进入视界以内.而机界内的任何物质都不能跑到外面. 2.黑洞的起源,两质子星22亿年前相撞.今年5月射线才到达地球.天文学家们成功地观测到了两个密度极大的质子星相撞后.诞生一个密度相对小的黑洞.星体相撞的地点距离地球220万光年.所以实际上相撞事件发生在22亿年前.而撞击产生的伽马射线直到今年5月9日才到达地球.这些伽马射线的余晖是在9日夜里被美国航空航天局X射线观测卫星.[褐雨燕"(Swift)发现的.[褐雨燕"卫星于2004年11月进入太空.其主要任务是通过观察宇宙伽马射线爆发探究黑洞的起源. 3.黑洞的形成,黑洞是一种体积极小.质量极大的天体.在其强大引力的作用下.连光都无法逃逸.宇宙中已知的黑洞主要有超巨黑洞和小质量黑洞两类. 4.黑洞主要特征是:(1)这个区域有很强的磁场和引力.不断吞噬大量的星际物质.一些物质在它周围运行轨迹会发生变化形成圆形的气体尘埃环,(2)它有很大的能量.可以发出极强的各类射电辐射,(3)由于它极大的引力作用.光线在它附近也会发生弯曲变化. 二.舆论环节: 1.在进入宇航时代的今天.世界各国已拥有各种先进的天文观测设备.如大口径配有极灵敏接受器的光学望远镜.大型射电天文望远镜.突破了地球大气层包围的哈勃空间望远镜等.天文观测已触及到距地球100亿光年以外的遥远天体.从河外星系到宇宙尘埃都可以一览无余.甚至像几万公里外一支小蜡烛那么微弱的光也能观测到.而唯独对[黑洞"却无能为力.确有些不合逻辑.如果它真是一种质量.密度很大.磁场.引力极强的[天体".为什么至今看不到它的庐山真面目呢? 答,原因很简单.[黑洞"并不是一种实体星球.而是宇宙天体运动时产生的各种[磁场旋涡"现象.它的能量.射线辐射主要都是由磁场引力作用产生的.因为它的构成物质密度非常稀薄.光波发射极其微弱.所以根本无法在远距离用光学仪器观察到它的形状.按其形态和性质说来它倒真是一个名副其实的[黑暗磁场旋涡洞". 2.黑洞为什么能爆发呢?会不会给人类有没有影响呢? 按照大爆炸宇宙学.在宇宙早期可能形成一些小质量黑洞.一个质量为1015克的黑洞.其空间尺度只有10-13厘米左右(相当于原子核的大小).小黑洞的温度很高.有很强的发射.有一种模型认为.高能天体物理研究所发现的一些高能爆发过程.也许就是由这些小黑洞的发射及其最终的爆发引起的.可能会破坏地球.给人类带来灭亡! 三.图意展示: 1.他们发现了一个巨大的黑洞.该黑洞的大小相当于整个太阳系.吞进的星体质量相当于3亿个太阳.引起的气体喷发是迄今为止科学家在宇宙中发现的最大的. 2.黑洞 [艺术照".它正吞噬着气体和尘埃盘.在另一面成为超热气流的尘埃盘被喷射出去.它不断吞噬宇宙物质来壮大自己. 四.内容设想: 如果[黑洞"是一种物质构成密度非常大的[天体".那么.在[黑洞"与物质密度相对极小的宇宙空间两者应该是有分界面的. 根据光的反射.折射原理.当光投在两种物质的分界面会有反射和折射现象的.这一点已经从宇宙中所有不发光天体都能够反光得到证实.无一例外.所以.从[黑洞"不能反射光线这一点说明[黑洞"虽然有很强的吸引力.但是它的物质构成密度非常稀薄.还不足以达到反射光线的程度(并不是光线由于被它吸引无法脱离而不能反射).当光线与它相遇时.只能是穿它而过了.没有明显的光反射和折射现象.因此也就无法通过光学观测直接看到它的形状.而只能用其它天文观测方式.通过[黑洞"急速旋转运动中产生的极强各类射电辐射来证实它的存在 五.分析总结: 游览了[宇宙黑洞"相关知识.其实黑洞跟我们人类心系相关的.值得我们关注.未来的我们会对黑洞回进一步的研究了解.不但开阔视野.而且我们获得了一些宇宙知识.我们不仅学到了知识.而且我们提高了没有解决问题的能力.团结能力. 宇宙黑洞 最古老最大的黑洞 新浪科技讯 据印度报业托拉斯报道.英国剑桥大学的物理学教授斯蒂芬-霍金是现代宇宙黑洞学说的奠基人.被人们誉为当代的爱因斯坦. 30多年来.霍金和他的追随者们一直认为.部分巨型恒星大爆炸产生了宇宙黑洞.而且.黑洞可以将不慎跌入其中的所有物质吞噬殆尽.就连光和其它宇宙信息也无法逃脱黑洞吞噬的[厄运". 8月.三星与您激情奥运 斗三国与众将一拼高下 海纳百川 候车亭媒体 无限下载MP3你作K王 然而.有一位印度理论物理学家却对霍金的这一开创性理论提出了质疑.他就是设在印度第一大城市孟买的巴巴原子研究中心的物理学家阿布哈斯-米特拉.米特拉认为.宇宙黑洞根本不可能存在. 早在4年前.米特拉就在<物理基金快报>杂志上发表了一篇关于质疑黑洞理论的论文.米特拉在这篇引起颇多争议的论文中指出.霍金的黑洞理论存在着明显的缺陷.宇宙黑洞是不可能存在的.因为霍金所阐述的黑洞的形状和存在方式与爱因斯坦的广义相对论根本不相符合. 米特拉的论文发表后.除少数一些学界人士表示赞同外.大多数主流科学家对他的观点表示不屑一顾.直到现在.仍然没有哪一位科学家撰写论文与米特拉进行辩论.出于学术考虑.米特拉特意邀请包括霍金本人.贾延特-纳里卡尔等在内的著名黑洞理论学家对他的论文发表意见.但没有一人接他的招. 岁月不断流逝.霍金的黑洞理论终于被他本人推翻了.2004年7月中下旬.霍金在爱尔兰首都都柏林召开的一次学术会议上自己承认.[从绝对意义上说".黑洞是根本不存在的. 至此.敢于向权威物理理论学家提出质疑的印度物理学家米特拉被证明是正确的,从另外一种意义上说.米特拉战胜了霍金. 新浪科技讯 近日国际天文学家通过美国宇航局斯皮策太空望远镜的一项最新观测结果.在宇宙中某一狭窄区域范围内.首次同时发现了多达21处却一直深度隐藏着的宇宙[类星体"黑洞群. 这一重大发现第一次从正面证实了多年来天文学领域有关宇宙中有数目众多的隐身黑洞广泛存在的推测.充分的证据使人们相信.在浩瀚的宇宙中.的确充满着各种各样未被发 现的巨大引力源泉--"类星体"黑洞群体.有关该项最新发现的详细内容.研究人员已撰文正式刊登在了2005年8月4日出版的<自然>杂志中. [深藏不露"的类星体 我们知道在现实中的宇宙黑洞.由于其巨大的引力作用.连光线都被紧密吸引束缚.因而无法被人们直接观测发现.为确定黑洞天体存在的证据.天文学家通过研究发现.在黑洞周围的物质行为具有其特定行为:在黑洞周围的宇宙空间中.气体物质具有超高的温度.并且在被黑洞强大引力场吸引剧烈加速后.这些物质在彻底消失之前均会被提升到接近光速.而当气体物质被黑洞彻底吞噬后.整个过程都会释放出大量的X-射线.通常正是这些逃逸出来的X-射线.显示出此处有黑洞确实存在的迹象.这便是以往人们发现黑洞的最直接证据. 而另一方面.在一些格外活跃的超大型宇宙黑洞周围.由于其对周边物质剧烈的吸引和吞噬行为.还会在黑洞星体外围产生一层厚重的宇宙气体和尘埃云层.这便进一步增大了对黑洞体附近区域的观测难度.阻碍了天文学家对这些超大黑洞存在的发现工作.天文学上将这些极度活跃的黑洞定义为"类星体".普通情况下.一个类星体平均一年总共吞噬的物质质量.相当于1000个中等恒星质量的总和.一般情况下.这些类星体距离太阳系都非常遥远.当我们观测到他们时已经是亿万年以后的现在.这说明此类黑洞的活动出现在宇宙诞生初期.科学家推定.这种黑洞正是在成长壮大中的宇宙星系前身.所以将其命名为"类星体". 到目前为止.只有为数不多的几个"类星体"黑洞被发现.在浩瀚的宇宙深处.是否还有数量众多的其它类星体存在.仍有待人们进一步去发现.而天文学家在该领域的研究工作则完全依靠对宇宙内部X-射线的全面观测研究来予以证实. [充满"了黑洞的宇宙 近日.来自英国牛津大学的阿里耶-马丁内兹-圣辛格教授在介绍其首次对宇宙间隐藏黑洞的发现时说."从以往对宇宙X-射线的观察研究中.本希望能找到宇宙中大量隐藏类星体存在的证据.但结果确都不尽如人意.令人失望."而近日根据美国宇航局NASA的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)的最新观察结果.天文学家则成功穿透了遮蔽类星体黑洞的外围宇宙尘埃云层.捕捉到了其中一直暗藏不露的内部黑洞体.由于斯皮策太空望远镜能够有效收集能穿透宇宙尘埃层的红外光线.使得研究人员顺利地在一个非常狭窄的宇宙空间区域内.同时发现了数量多达21个早已存在却又"隐藏不露"的类星体黑洞群. 来自美国加州理工大学斯皮策科学中心的研究小组成员马克-雷斯在接受媒体访问时同时也表示.[如果我们抛开此次发现的21个宇宙类星体黑洞.放眼宇宙中的其它任何区域.我们完全可以大胆预测.必将有数量众多隐藏着的黑洞将会被陆续发现.这意味着.一如我们原先推测的那样.在不为人知的宇宙深处.一定有数量众多.质量超大的黑洞巨无霸.正借助着星际尘埃的隐蔽.在暗地里不断发展壮大着."(Sabrina) 计算机模拟揭开黑洞食量之谜 新华社电 黑洞有着吞噬一切的恶名.但黑洞贪婪的食量并非永无止境.是什么因素限制了黑洞的食量与体重?德国和美国科学家最近对两个星系相撞并融合的过程进行了计算机模拟.为解答这一问题提供了线索. 如今观察到的多数大星系.中央都盘踞着质量达到几百万乃至几十亿个太阳质量的巨大黑洞.但在对几十个星系进行观测后科学家发现.星系中央黑洞的质量大概是星系中所 有恒星总质量的五百分之一.不会长得更大. 德国马克斯-普朗克天体物理学研究所和美国卡内基-梅隆大学的科学家用超级计算机模拟了早期宇宙里两个星系相撞的情形.这是人们第一次在模拟中发现星系中央黑洞合并的破坏性效果.在大约1亿年的时间里.黑洞质量不断增长.将更多气体燃料吸引到自己身边.气体在向黑洞靠近时变得更热.更明亮.这样.融合后的星系核就成了一个类星体. 科学家解释说.按照模拟结果.大黑洞在经历称为[类星体"的成长阶段时.周围炽热的气体物质会爆发.产生一股强大的宇宙风.将绝大部分气体尘云从黑洞附近乃至整个星系里刮走.抛入深空.放完这个巨大的宇宙焰火之后.黑洞没有了食料.质量不再增长,星系也没有了制造恒星的原料.恒星不再诞生.星系成熟了.世界清静了. 类星体是一种极其明亮的天体.它于上世纪60年代首次被发现.由于看起来很像恒星.又发出强烈的射电波.因而被称为[类恒星射电源".中文译作类星体.经历了长时间争论后.许多天文学家现在认为.类星体的本质是剧烈活动的星系核.在那里.炽热气体在跌入巨大黑洞的途中发出强烈的射线.使得远在几十甚至上百亿光年外的我们也能看到. 科学家们在英国<自然>杂志上发表论文指出.模拟显示星系中央黑洞质量与星系中恒星总质量直接相关.这与观测结果相符.意味着黑洞可能是星系形成过程的密切参与者.但这只是一个简单的模拟.真正的过程极其复杂.他们目前还不明白类星体是怎样爆发出能量的.

你可以去参考下（现代物理 ），找下自己的灵感和思路

简单一点来说，就是 “银心”。