跳动城乡网黑洞是一种有趣的天文物体，它的引力非常强大，可以阻止任何物体甚至光线逃逸。虽然黑洞一直是众多天体物理学研究的主题，但它们的起源和基础物理学在很大程度上仍然是个谜。
宾夕法尼亚大学和巴里洛切原子中心的研究人员最近推出了一种关于黑洞熵起源(即无序程度)的新黑洞微观状态模型。
该模型发表在《物理评论快报》上的一篇论文中中，提供了关于黑洞的另一种视角，可以为未来的天体物理学研究提供信息。
“描述黑洞热力学的贝肯斯坦-霍金熵公式是在 20 世纪 70 年代发现的，”该论文的合著者 Vijay Balasubramanian 告诉 Phys.org。 “这个公式表明黑洞的熵与其视界面积成正比。
“根据玻尔兹曼和吉布斯在 19 世纪末发展的统计物理学，系统的熵与具有相同宏观描述的微观构型的数量有关。
“在像我们这样的量子力学世界中，熵源自&luo;微观状态&ruo;的量子叠加，即在大尺度上产生相同可观察特征的微观成分。”
几十年来，物理学家一直试图提供黑洞熵的可信解释。在 20 世纪 90 年代，安德鲁·斯特罗明格 (Andrew Strominger) 和卡姆伦·瓦法 (Cumrun Vafa) 利用一种称为“超对称性”的假设性质，设计了一种方法来计算在具有额外维度和多种黑洞的宇宙中，质量等于电磁电荷的一类特殊黑洞的微观状态。电场和磁场。
为了解释像我们这样的宇宙中黑洞熵的起源，巴拉苏布拉曼尼安和他的同事必须创建一个新的理论框架。
巴拉苏布拉马尼安说：“尽管之前进行过尝试，但迄今为止还没有任何解释适用于我们世界中恒星坍塌形成的黑洞。” “我们的目标是提供这样一个账户。”
这项最近工作的主要贡献是引入了黑洞微观状态的新模型，该模型可以用黑洞内部塌陷的尘埃壳来描述。此外，研究人员还设计了一种技术来计算这些微观状态量子力学叠加的方式。
巴拉苏布拉曼尼安说：“我们工作的关键见解是，由于连接遥远空间区域的量子力学&luo;虫洞&ruo;的微妙影响，与明显不同的微观状态相对应的非常不同的时空几何形状可以相互混合。”
“在考虑了这些虫洞的影响后，我们的结果表明，对于任何包含重力和物质的宇宙，黑洞的熵与其事件视界的面积成正比，正如贝肯斯坦和霍金所提出的那样。”
Balasubramanian 和他的同事最近的工作引入了一种思考黑洞微观状态的新方法。他们的模型具体将它们描述为简单物体的量子叠加，这些简单物体被物质和时空几何的经典物理理论很好地描述了。
“这非常令人惊讶，因为社区原本期望对熵的微观解释的微观解释需要量子引力理论的完整装置，例如弦理论，”巴拉苏布拉马尼安说。
“我们还表明，在宏观甚至宇宙尺度上彼此不同的宇宙有时可以理解为其他宏观上不同的宇宙的量子叠加。这是量子力学在整个宇宙尺度上的表现，这令人惊讶鉴于我们通常将量子力学与小尺度现象联系起来。”
新引入的理论框架可以为旨在解释黑洞热力学的其他理论工作铺平道路。与此同时，研究人员计划扩展和丰富他们对黑洞微观状态的描述。
巴拉苏布拉曼尼安补充说：“我们现在正在研究事件视界外的观察者在多大程度上以及在什么情况下可以确定黑洞处于哪种微观状态。”
