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联系我们 在时刻的绝顶的不雅察者,将唐突看到天地中发生的总计事情

发布日期:2024-07-18 17:18    点击次数:60

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最近的DESI(暗能量光谱仪)连续发现,暗能量——这种组成天地中大部分质地的秘要物资——可能不是一个恒定不变的存在。这一发现尚属初步,但已足以引起科学界的阻止,因为它挑战了现存的天地学模子中的一个中枢成见:天地学常数。

天地学常数是一个表面常数,用于形容暗能量的性质,越过是它怎么鼓励天地加快彭胀。按照要领天地模子,暗能量被假定为一个恒定的力量,不随时刻变化。关联词,DESI的连续适度透露,暗能量可能并非不变,这意味着咱们对天地的加快彭胀以及天地的全体结构可能需要从头评估和淹没。

天然面前莫得科学家十足废弃天地学常数这一成见,但这项新发现标明咱们对暗能量的淹没仍然有限。

关联词,一个可能的遑急发现可动力自于一个开端被用来晋升蒸汽机服从的学科——热力学。这个学科不仅匡助咱们淹没了怎么制造更灵验率的机器,跟着时刻的推移,它的愚弄依然拓展到天地学范围。

早在1995年,Ted Jacobson从热力学的基本规矩推导出了证实注解时空迂回引起的引力的广义相对论方程。

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此前依然有来自黑洞热力学连续的透露。连续标明黑洞具有温度,像总计具有温度的物体相似,它们会开释辐照。霍金证实注解说,这种辐照是由空间真空中的粒子-反粒子对出现所引起的。

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经常,这些粒子会从头皆集并互相消逝,但在事件视界隔邻,一个可能会掉进去,而另一个则潜逃,因此它们无法再消逝。书中有一个很好的插图展示了这些小粒子。有些潜逃,有些则莫得。

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天然,这种证实注解是十足的离奇乖癖。在黑洞事件视界隔邻根底莫得发生这么的事情,霍金的学术论文也与粒子对掉入黑洞无关。

这种辐照,被称为霍金辐照,是由于一个相对于黑洞静止的不雅察者怎么看待其隔邻的量子真空所引起的。当这名不雅察者不雅察黑洞的视界时,从他们的角度看,黑洞表里真空的量子纠缠产生了温度。这种温度导致能量开释。

并不唯有受引力作用的天体产生霍金辐照。广义相对论的一个基快乐趣是等效旨趣。这个旨趣大致说,在莫得看到外界环境的情况下,咱们无法通过任何实验辞别我方是处于一个信得过的引力场中,如故在一个加快暴露的空间里。

这意味着当咱们处于一个加快的参考系中时,咱们也应该看到霍金辐照。天然像霍金辐照相似,它从未被不雅察到,这被称为盎鲁效应(Unruh effect)。

这是一个符号的适度,因为它标明热力学不仅在黑洞、行星和恒星中施展遑急作用,以致在加快的参考系中亦然如斯。

这便是Jacobson是怎么依据热力学的基快乐趣,见效地导出了爱因斯坦的广义相对论的。

Jacobson将时空中的热界说为在因果视界之间流动的能量。这种能量不错被探伤到,因为它产生引力,但从视界外部,你无法知说念是什么引起的。

视界无谓是黑洞事件视界。它们不错只是是咱们夙昔光锥的界限,即总计可能因果影响咱们的事物。

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另一种更根由根由的视界被称为Rindler视界,它雷同于事件视界,但在狭义相对论中被界说为一个贬抑加快的物体的视界。

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念念象一艘从地球腾飞并贬抑加快离开的天地飞船。因为它合手续加快,从地球发送的信号在一段时刻后无法达到它。光束将贬抑尝试追上它但长期也够不上。面前,如若飞船住手加快,光束就会追上。需要合手续的力才气使飞船隔离Rindler视界。

与黑洞事件视界不同,如若飞船更变其暴露,Rindler视界不错被更变。此外,它莫得奇点。关联词,联系我们其他事件视界的总计特征,仍然适用。与其说是看到霍金辐照,不如说飞船会看到盎鲁效应。如若它试图向视界发送信号,信号会变得红移直到最终清除。如若别称宇航员被“镌汰”到视界(通过延缓),他们会显得越来越慢,直到在视界清除。(他们不会被拉成条状,只是被罢休在深空中!)如若飞船保合手其加快度,就像穿越黑洞相似,宇航员长期无法复返。

这些因果视界骨子上与热量和越过是熵有关,因为它们荫藏了信息。举例,如若来自咱们夙昔光锥外的某些东西影响了其中的东西,这些信息对咱们是荫藏的。咱们能检测到的惟有由视界之间的纠缠引起的量子真空波动。这些波动天然不会佩戴跨视界的信息。关联词,从阿谁纠缠中有引力效应产生。热量穿越界限流动。

暗能量也被忖度为来自因果视界的一种热能口头,即天地明天事件视界。这个视界是咱们天地中任何明天不雅察者能不雅测到的极限。如若天地是静态的,在无尽长的时刻后,这个视界将清除,表面上在时刻的绝顶的不雅察者将唐突看到天地中发生的总计事情。关联词,咱们的天地并非静态。跟着它的扩张,天地的某些部分不再处于咱们明天不雅察者的夙昔光锥中。这就创造了一个视界。

正如Jacobson所讲明的,任何因果视界都荫藏信息,而视界之间的量子纠缠产生热能。换句话说,暗能量等同于盎鲁效应或霍金辐照,但来源于这个明天的视界界限。

与Rindler视界不同,这个明天的视界并不是咱们暴露的服从。它是空间自身暴露的服从,而当量子真空纠缠发生在阿谁界限时,它们施展为暗能量。

在平时无视界的空间中,这些波动莫得引力效应,但视界的存在像热泵相似,将能量泵送夙昔。

一些物理学家以为天地明天视界(即天地扩展到最远端的界限,进步此界限,来自天地其他部分的信息或影响将无法到达)在证实注解某些天地时势时演出舛误变装的原因之一,是因为有关的数学野心与不雅测数据相配吻合。

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起初,物理学家研究使用哈勃轨范而不是明天天地学视界轨范。哈勃轨范履行上是哈勃常数的倒数。由于哈勃常数反馈了天地扩张的速度,其倒数给出了一个与现时可不雅测天地的大小大致十分的轨范。这个轨范大致对应于自天地运转扩张以来的时刻,即约138亿年。

这给咱们提供了演叨的暗能量密度值,以致不适当一个加快彭胀天地的情况,而明天视界的大小则与之相符。

关联词,使用明天视界的要道并不完好,一些物理学家依然对模子进行了实施。越过是,对于咱们怎么野心熵存在疑问。

新的熵计数机制给出了不同的适度,这些机制更变了时空微不雅结构中存在的信息量,因此也更变了在给定期间暗能量应有的大小。有Barrow、Tsallis、Renyi和Sharma-Mittal熵,这些都更变了咱们对视界中包含几许信息的基本淹没。

关联词,盎鲁效应可能比明天视界和熵公式的影响更为真切,因为它标明,在时空中的任何少许,都有一个不雅察者类别——加快的不雅察者,他们感知到的视界具有温度,而存在温度的场所就有熵。为什么一个在天外中解放落体的不雅察者感受不到温度和熵,而一个加快的不雅察者却能感受到呢?

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这归结于量子真空的协变性,这意味着热力学自身取决于你的暴露情景。

黑洞亦然如斯。一个吊挂在视界上方的不雅察者会感知到它有温度,而一个解放穿越视界的不雅察者则十足嗅觉不到。

这意味着总计这个词天地的热力学依赖于星系的暴露情景和天地微波配景。既然如斯,咱们怎么将天地学常数视为一个热力学变量?

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在一篇令东说念主沉进的论文《黑洞化学》中,Kubiznak、Mann 和 Teo 以为天地学常数雷同于压力。苦难的是,由于咱们的天地不处于均衡情景,热力学并不简易。相背,咱们天地内的视界(如围绕黑洞的事件视界)与围绕总计这个词天地的天地学视界之间存在张力。这些视界具有不同的温度,咱们知说念,当物体处于不同温度时,会发生非均衡热流。

也许恰是这种张力和非均衡情景使得措置暗能量问题如斯复杂联系我们。

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