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霍金去世一周年:一文看透他的光辉人生!(4)

2019-03-14 来源/腾讯科技 編輯/徐蓓蓓

3、黑洞面积定理

1971年,霍金理论发现,当黑洞发生碰撞合并时,新形成黑洞的视界面积不能小于合并前黑洞视界面积之和。

2015年及其随后几次黑洞合并事件都验证了黑洞面积定理的正确性。

2015年9月14日,物理学家首次探测到来自14亿光年外两颗黑洞碰撞产生的引力波,两颗黑洞的初始质量分别为29颗太阳质量和36颗太阳质量,合并形成黑洞的质量为62颗太阳质量,损失的3颗太阳质量以引力波的形式释放到宇宙空间。

根据广义相对论,黑洞的视界半径与质量成正比,因此黑洞的视界面积与质量的平方成正比。简单的计算就会发现,合并形成的黑洞的视界面积大于合并之前两颗黑洞视界面积之和。后续的几次黑洞合并事件,也都没违反黑洞面积定理。该定理为黑洞合并产生引力波的效率设定了上限。

曾经有人预测,霍金会因这项工作荣获诺贝尔奖,但直到去世都没能获得这一殊荣。

4、无边界宇宙模型

1981年,霍金在梵蒂冈召开的一次学术会上提出一个猜想:宇宙没有边界,也没有开始和结束。1983年,他与吉姆·哈特尔(JimHartle)利用量子力学和广义相对论严格论证了他的这个猜想。他们认为,在宇宙大爆炸之前,时间是不存在的,谈论宇宙何时开始没有意义。宇宙大爆炸经典模型中的“奇点”被像北极那样的点代替。虽然人们抵达北极后再也无法继续往北前进,但那里并不存在真正的边界。

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