- 當(dāng)前位置：首頁 > 探索 > 理論研究表明克爾黑洞可以放大新的物理學(xué)
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快速旋轉(zhuǎn)的黑洞。鳴謝:uux.cn/歐洲航天局，研究2013年。表明深圳同城約炮（微信180-4582-8235）提供頂級外圍優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求
（神秘的克爾可放地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（英格麗德·法德利）：黑洞是空間中以極強引力為特征的區(qū)域，這阻止了所有物質(zhì)和電磁波逃離它。黑洞這些迷人的大新的物宇宙天體一直是無數(shù)研究的焦點，然而它們復(fù)雜的理論理學(xué)物理細(xì)微差別尚未完全揭示。
加州大學(xué)圣巴巴拉分校、研究華沙大學(xué)和劍橋大學(xué)的表明研究人員最近進(jìn)行了一項理論研究，重點是克爾可放一類被稱為extremal Kerr黑洞的黑洞，這是黑洞一種不帶電的靜止黑洞，內(nèi)外視界重合。大新的物深圳同城約炮（微信180-4582-8235）提供頂級外圍優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求他們發(fā)表在《物理評論快報》上的理論理學(xué)論文表明，這些黑洞的研究獨特特征可能使它們成為新的未知物理的理想“放大器”。
“這項研究源于我訪問加州大學(xué)圣巴巴拉分校期間開始的表明一個項目，”進(jìn)行這項研究的研究人員之一馬切伊·科拉諾夫斯基告訴Phys.org。“我開始與加里·霍洛維茨(UCSB)和喬治·桑多斯(劍橋)討論極冷(所謂的極端)黑洞。很快我們意識到，事實上，一般的極端黑洞看起來與之前認(rèn)為的非常不同。”
在他們之前的論文中，Kolanowski，Horowitz和Santos表明，在宇宙常數(shù)存在的情況下，極端黑洞會受到無限潮汐力的影響。這意味著，如果生物落入黑洞，在它們移動到哪怕一點點接近黑洞中心之前，它們就會被重力壓碎。然而，研究小組表明，如果宇宙常數(shù)為零，就像許多天體物理學(xué)假設(shè)的那樣，這種效應(yīng)就會消失。
“這篇論文的靈感來自加州大學(xué)圣巴巴拉分校的每周重力午餐，”格蘭特·雷門解釋道。在一次關(guān)于黑洞視界奇異性的演講后，我和Horowitz聊天，問是否有其他效應(yīng)會導(dǎo)致這種現(xiàn)象。我以前在有效場論(eft)方面的工作，特別是發(fā)展帶有量子修正的物理模型，給了我一個想法。在與霍洛維茨交談時，我想知道引力EFT中的高階導(dǎo)數(shù)項(即愛因斯坦方程的量子修正)本身是否會導(dǎo)致極端黑洞視界上的奇點。”
在Remmen與Horowitz分享了他的想法后，他們開始與Kolanowski和Santos合作，旨在通過一系列計算來測試這個想法。在他們的計算中，研究人員認(rèn)為愛因斯坦引力與其領(lǐng)先的量子修正相耦合。
“愛因斯坦方程在黎曼張量中是線性的，黎曼張量是一種描述時空曲率的數(shù)學(xué)對象，”Remmen解釋道。“在三維空間中，對愛因斯坦的主要修正是曲率的三次(三次方)和四次(四次方)項。因為曲率是時空幾何導(dǎo)數(shù)的一種度量，這樣的項被稱為“高階導(dǎo)數(shù)項”我們計算了這些高階導(dǎo)數(shù)項對快速旋轉(zhuǎn)黑洞的影響。"
極端黑洞以最大可能速率旋轉(zhuǎn)，對應(yīng)于以光速移動的視界。研究人員的計算表明，極端黑洞的高階導(dǎo)數(shù)EFT校正使它們的視界奇異，具有無限的潮汐力。這與典型的黑洞形成了鮮明的對比，典型的黑洞具有有限的潮汐力，只有在黑洞的中心才會變得無限。
“令人驚訝的是，EFT校正使奇點從黑洞中心一直跳到視界外，這是你意想不到的地方，”Remmen說。“給定EFT項前面的系數(shù)值——物理定律中的‘刻度盤設(shè)置’—由高能短距離下存在的耦合和粒子類型決定。從這個意義上說，EFT系數(shù)對新物理很敏感。”
Kolanowski、Horowitz、Remmen和Santos還發(fā)現(xiàn)極端黑洞視界處潮汐發(fā)散的強度以及潮汐奇異性的可能發(fā)生嚴(yán)重依賴于EFT系數(shù)。因此，他們的計算結(jié)果表明，這些黑洞視界附近的時空幾何對更高能量的新物理很敏感。
“有趣的是，這種意想不到的奇點出現(xiàn)在由粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型生成的這些EFT系數(shù)的值中，”Remmen說。
“我們的結(jié)果令人驚訝，因為它們意味著物理學(xué)的低能描述可以在你意想不到的情況下崩潰。在物理學(xué)中，不同的距離尺度之間通常有一種“分離”的感覺。比如用流體力學(xué)來描述波，不需要知道水分子的細(xì)節(jié)。然而，對于快速旋轉(zhuǎn)的黑洞來說，這正是正在發(fā)生的事情:低能EFT在視界處崩潰。”
總的來說，這組研究人員進(jìn)行的計算暗示了極端克爾黑洞對探索新的物理現(xiàn)象的承諾。雖然這些黑洞的視界可能非常大，但預(yù)計它在EFT中不會有無限大的曲率(即無限的潮汐力)。他們的結(jié)果表明確實如此。
“在未來的工作中，我們有興趣探索奇點是否可以通過紫外線物理學(xué)來解決，”Remmen補充道。“一個緊迫的問題是，視界對新物理的敏感性是否會一直持續(xù)到普朗克尺度，或者視界是否會在與EFT相關(guān)的短距離尺度上‘變得平滑’。我們還在尋找短距離效應(yīng)可能在遠(yuǎn)距離出現(xiàn)意外的其他情況。”
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