写给你的晚安小故事 2018-01-17
物理评论快报”上发表的一篇新的研究论文对广义相对论定律提出了一个重要的新认识,并且发现了一些奇怪的物理现象发生在黑洞内部。具体来说,时间的方向可以在他们内部扭转。几个物理过程在时间上是完全对称的。以一个钟摆为例。如果有人向您展示摆动摆动的视频,则无法区分视频是向前还是向后移动。但有些过程根本不对称。我们可以看出,由于摩擦,钟摆最终会减速,而且我们知道它是在某个时刻触发的,所以我们可以给物理学一个时间方向。时间的方向性和我们的观点被英国天文学家亚瑟·爱丁顿(Arthur Eddington)称为“时间之箭”,它与宇宙的熵有关。事件视界从广义相对论的数学上升,但事件视界的最简单的数学解释导致了一个悖论。事件的视野必须包含宇宙的所有历史,从大爆炸到死亡。这会产生很多复杂性,因为它假设宇宙必须是确定性的,过去和未来都刻在黑洞的“皮肤”上。虽然这个悖论不会影响黑洞物理学的解释和预测,但它显然是正确理解黑洞是如何工作的限制因素。新的研究试图填补这个黑洞物理的重要空白。本文的基本概念是以全息原理为基础的。根据论文的作者,事件视界本质上是一个全息屏幕,一个具有精确熵的超曲面。你可以有两种全息屏幕,过去的全息屏幕和未来的全息屏幕,对表面内的熵是增加还是减少负责。
研究作者Netta Engelhardt告诉Phys.org: “全息屏幕在某种意义上是强引力场区域的局部边界,未来的全息屏幕对应于将物质聚集在一起的引力场......而过去的全息屏幕对应于散布物质的区域......”
如果把这个原理作为一个整体应用到宇宙中,那么熵的箭就是热力学的第二定律。熵增加,时间前进。但是,黑洞法的使用产生了一个有趣的结果。在黑洞中,熵减少(事物变得更加结构化),因此热力学时间反过来。虽然这是一个令人兴奋的结果,但论文是重要的,因为它验证了广义相对论中的第一个面积法,并且可能解决了黑洞物理中一个长期存在的问题。