[爆卦] 科學家提出量子彭羅斯不等式

作者: jackliao1990 (jack)   2024-12-31 09:48:11
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.133.181501
諾貝爾獎得主彭羅斯和霍金證明:當物質在自身重力坍縮成黑洞時會形成時空曲率/密度無
窮大的奇點,已知物理定律在奇點完全失效,為此彭羅斯提出宇宙審查假說:宇宙不存在裸
奇點,奇點必須藏在黑洞事件視界中,黑洞需要遵守彭羅斯不等式:
https://imgur.com/DWpxJrS
彭羅斯未考慮量子力學效應。為研究量子重力和量子黑洞及重力波,科學家試著分析粒子
世界的量子力學是否支持宇宙審查假說。任何可行的量子引力理論都應該解決經典理論的
奇點問題,奇點定理假設宇宙物質總是有正能量,然而粒子世界中的卡西米爾效應卻允許
少量負能量。半經典重力(時空遵守廣義相對論而物質由量子力學描述)的基本方程是已知
的,但求解它們卻是另一回事。
科學家試圖寫出量子彭羅斯不等式以嚴格表述量子宇宙審查假說,他們假設量子力學在事
件視界中起作用,裸奇點可被量子效應遮蔽。Antonia M. Frassino等四人為此寫出了適用
於所有已知量子黑洞的量子彭羅斯不等式,將時空能量限制在黑洞和量子物質所包含的總
熵,量子物質熵的增加確保不等式在經典版本失效的情況下依然成立。
https://imgur.com/fhu3zF4
當引入量子物質時,熵被添加到黑洞熵中,遵守熱力學第二定律。故此不等式適用於量子
和經典領域,且可在量子效應強烈的微觀實驗中對量子黑洞進行測試。

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