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斯蒂芬·霍金著名的黑洞悖论在令人毛骨悚然的发现后得到解决
“事实证明，黑洞实际上是好孩子, 紧紧抓住那些孕育它们的恒星的记忆.”
泽维尔垂直教授
一个国际物理学家的四重奏, 包括威尼斯在线注册的教授和研究生, 共同撰写了两篇论文，极大地改变了威尼斯在线注册对黑洞的认识，并解决了困扰科学家近半个世纪的问题.
第一篇论文，发表在杂志上 物理评论信, 泽维尔垂直教授 来自威尼斯在线注册数学与物理科学学院， 罗伯托·卡萨迪奥教授 (博洛尼亚大学INFN)， 徐教授 (密歇根州立大学)，以及博士生 Folkert Kuipers (威尼斯在线注册), 证明了黑洞比最初所理解的要复杂得多它有一个引力场, 在量子层面上, 编码关于它们如何形成的信息.
20世纪60年代, 杰出的物理学家, 约翰·阿奇博尔德·惠勒表示，除了黑洞的总质量外，黑洞缺乏任何可观察的特征, 用“黑洞没有毛发”这句话旋转和充电. 这就是所谓的无毛发定理. 证明了黑洞确实有这个额外的特征, 卡尔梅特教授和他的合作者将他们的发现称为“来自重力的量子头发”。, 这是对惠勒这句话的认可.
利用威尼斯在线注册在过去十年里开发的具体数学方法，在量子引力中进行计算, 科学家们已经明确地表明，当考虑到量子引力修正时，坍缩到黑洞中的物质会在黑洞的引力场中留下印记. 这个印记就是科学家们所说的“量子头发”。.
具体地说, 他们比较了两颗总质量和半径相同但成分不同的恒星的引力场. 在古典层面上, 这两颗恒星的引力势相同, 但在量子层面上, 电位取决于恒星的组成. 当恒星坍缩成黑洞时, 它们的引力场保存了恒星组成成分的记忆，从而得出黑洞确实有头发的结论, 毕竟.
在发表在另一份期刊上的后续论文中， 物理字母B, 卡尔梅特教授和许教授证明，他们的“量子头发”解决了霍金的黑洞信息悖论, 这源于史蒂芬·霍金教授在1976年的建议:, 当它们蒸发并发出热辐射时, 黑洞破坏了关于形成它们的物质的信息. 这似乎违反了量子力学的一个基本定律，该定律指出，任何物理过程都可以在数学上被逆转.
科学家们的“量子头发”, 然而, 提供了在黑洞坍缩过程中保存信息的机制，从而解决了现代科学最著名的难题之一.
这些突破性的成果是卡尔梅特教授长期合作的成果, 卡萨迪奥教授和许教授. 他们还建立在卡尔梅特教授之前对黑洞本质和量子引力的发现的基础上, 包括 2021年发表的研究 这第一次证明了黑洞会施加压力.
反思量子毛发对物理学的影响, 泽维尔垂直, 威尼斯在线注册物理学教授, 说: “长期以来，黑洞一直被认为是研究如何将爱因斯坦的广义相对论与量子力学相结合的完美实验室. 科学界普遍认为，解决这一悖论需要物理学的巨大范式转变, 迫使量子力学或广义相对论有可能重新表述.
“威尼斯在线注册发现——我认为特别令人兴奋的是——这是没有必要的. 威尼斯在线注册的解决方案不需要任何投机的想法, 相反，威尼斯在线注册的研究表明，这两种理论可以用来对黑洞进行一致的计算，并解释信息是如何存储的，而不需要激进的新物理学.
“事实证明，黑洞实际上是好孩子, 紧紧抓住那些孕育它们的恒星的记忆.”
解释量子毛发的发现, Roberto Casadio, 博洛尼亚大学理论物理学教授, 说: “一个关键的方面是，黑洞是由致密物体的坍缩形成的，然后, 根据量子理论, 在黑洞的内部和外部之间没有绝对的分离. 在经典理论中, 视界就像一个完美的单向薄膜，不让任何东西出去，因此，对于所有质量相同的黑洞，其外部是一样的. 这就是经典的无毛发定理. 然而, 在量子理论中, 坍缩并形成黑洞的物质的状态会继续影响外部的状态, 尽管在某种程度上，这与目前的实验界限是一致的. 这就是所谓的量子毛发.”
斯蒂芬·许, 理论物理学教授和计算数学教授, 科学, 密歇根州立大学工程专业, 补充道: “因果视界的概念是黑洞概念的核心. 在经典物理学中，视界后面的东西不能影响外部吗. 威尼斯在线注册证明了在视界后(洞内)的物质的量子态和洞外的重子态之间存在着复杂的纠缠. 这种纠缠使得在逃逸到无穷远处的霍金辐射中对黑洞内部的量子信息进行编码成为可能.”
完整的研究结果可以在报纸上阅读 《量子毛发和黑洞信息 物理字母B 在这里, “来自重力的量子毛发” 物理评论信，该书将于今日晚些时候出版.