打字猴:1.700934146e+09
1700934146
1700934147 这并不是你那类基础的传统黑洞。这个斯特鲁明格和瓦法用弦和D-胚所构建的黑洞,听起来像一个精心安排的梦魇,但是它是人们所寻找的大型经典视界中最简单的结构。所有弦论的数学技巧都被用上了,包括全部的额外维、弦、D-胚、还有许多其他的技巧。首先,这些弦被嵌在许多D5-胚上,这些胚撑满了6个空间紧致方向中的5个。除了被嵌入在D5-胚上,它们还在其中一个紧致方向上,缠绕了大量的D1-胚。然后它们增加弦的数量,弦的两头都被按在D-胚上面。又一次,弦上那些露出来的片段将变为包含着熵的视界原子。(如果你有一点迷糊的话,不要担心。我们进入了一个新领域,人类大脑无法轻易重新装备的领域。)
1700934148
1700934149 斯特鲁明格和瓦法沿用了他们早先用过的步骤。首先,他们将控制器读数调到0,这样引力和其他作用力将会消失。没有了这些力的干扰,我们可以精确计算在开弦的扰动中能储存多少熵。这些技巧性很高的计算要比以往任何东西都要来得复杂而精妙,但是他们施展了数学绝技,成功了。
1700934150
1700934151 下一个步骤就是解这类极端黑洞的爱因斯坦场方程。计算这个面积并不需要不确定的伸展步骤。正如我与大家共同所愿,斯特鲁明格和瓦法发现视界的面积和熵并不仅仅是成正比的;那些黏在胚上的弦,其上的摆动中所隐藏的信息,与霍金的公式完全一致。他们已经找到了它。
1700934152
1700934153 就如以往常发生的那样,几乎同时,有好几组人突然想出同一个新的想法。斯特鲁明格和瓦法在做他们的工作的同时,最聪明的新一代物理学家中的一个,当时还只是一个普林斯顿的学生,胡安·马尔达西纳(Juan Maldacena)完成了他的学位论文。胡安·马尔达西纳的博士论文的导师是柯特·卡兰(CGHS中的C)。马尔达西纳和卡兰也将D5-胚和D1-胚以及开弦结合。在几个星期中,斯特鲁明格和瓦法,卡兰和马尔达西纳各自发表了他们的论文。他们的方法不太一样,但是他们的结论完全证实了斯特鲁明格和瓦法所说的。
1700934154
1700934155 事实上,卡兰和马尔达西纳能够在先前的工作上走得更远一些,而且还可以计算准极端黑洞。一个极端黑洞在物理上是很奇怪的一个东西。它是一个带有熵的物体,但是没有热能,没有温度。在大部分的量子力学的体系中,一旦所有能量都被抽走,那么一切东西都被牢牢地钉在了位置上。例如,如果把一块冰块的所有热能都抽走的话,那剩下的将是一块完美的不带有任何瑕疵的水晶。任何水分子的重新分布都需要能量,所以重新分布会增加热能。所有热能都被抽走后的冰,不含过剩的能量,没有温度,没有熵。
1700934156
1700934157 但是也有例外。某些特殊的系统有许多能量取相同最低值的状态。换句话说,即便是所有的能量被抽走后,仍有许多种重组系统的方式来隐藏信息,并且这不增加能量。物理学家们说这些系统有着退化的基态。带有退化基态的系统具有熵——它们可以隐藏信息——甚至是在绝对零度。极端黑洞是这些特殊的系统的一个理想的例子。不像普通的史瓦西黑洞,它们处于绝对零度的时候,就意味着它们不蒸发。
1700934158
1700934159 我们回到森的例子中。在这种情况下,弦上的摆动都朝着一个方向运动,因此它们不会相互撞击。但是假设我们加一些反方向运动的摆动。如你所预期的,它们与原来的那些摆动相撞并制造了一些混乱。实际上,它们加热了弦,提高了温度。不像普通的黑洞,这些准极端黑洞不会完全地蒸发,它们把它们过剩的能量排出去,并回到极端的状态。
1700934160
1700934161 卡兰和马尔达西纳能用弦论来计算准极端黑洞蒸发的速率。弦论用来解释蒸发过程的方式是令人着迷的。当两个摆动朝着两个相反的方向移动并相撞时,如下图:
1700934162
1700934163
1700934164
1700934165
1700934166 它们会形成一个单个的,更大的摆动,看起来就像这样:
1700934167
1700934168
1700934169
1700934170
1700934171 一旦这个更大的摆动形成,便没有东西可以制止它脱离出来,粗略看起来,这与我和费曼在1972年所讨论的东西没什么不一样的。
1700934172
1700934173
1700934174
1700934175
1700934176 但是卡兰和马尔达西纳所做的东西,要比与费曼那次谈话来得多。他们对蒸发的速率做了非常具体的计算。令人吃惊的是,他们的结果与用霍金20岁时的方法所得到的结果完全一致,只有一个重要的区别:马尔达西纳和卡兰所做的只是用了传统的量子力学的方法。如我们在前面章节中所讨论的,尽管量子力学是以统计为基础的,但是它并不允许信息丢失。因此,没有可能信息会在蒸发过程中丢失。
1700934177
1700934178 而且,其他人也有相似的想法。来自孟买Tata研究所(也是阿肖克·森所在的研究所)的两组完全独立的印度物理学家——素密·达斯(Sumit Das)和萨米尔·马图尔(Samir Mathur),以及高塔姆·曼达尔(Gautam Mandal)和斯彭达·瓦迪亚(Spenta Wadia)——也做了一些类似的计算。
1700934179
1700934180 总的来看,这些工作取得了巨大的成功,而且它们都实至名归的。黑洞熵可以通过储存在弦上摆动中的信息来解释,这个事实与包括霍金在内的许多相对论学家的观点冲突。霍金把黑洞看成是一个吞噬信息的东西,而不是一个储存信息的容器。斯特鲁明格—瓦法的计算成功证明了一个数学结果可以改变天平的倾向。这是信息丢失终场一幕的开场。
1700934181
1700934182 人们都注意到了这戏剧性的一幕。许多人包括我在圣芭芭拉的那些朋友,都突然跳上了我们的船,背叛了另一派。如果我先前觉得这场黑洞战争可能会打成平手,那么当乔·波尔钦斯基和加里·霍洛维茨——以前他们在这场战争中是中立的——变成我的盟友时[204],这些怀疑就烟消云散了。在我的印象中,这是一个分水岭。
1700934183
1700934184 弦论可能是自然界的正确理论,也可能不是,但是它证明了霍金的论证是错误的。把戏已被拆穿了[205]。但是令人吃惊的是,霍金和许多广义相对论界的学者还是不肯就此罢休。他们继续被霍金早年的论证所蒙蔽。
1700934185
1700934186 黑洞战争 [:1700930487]
1700934187 第22章 南美赢得胜利
1700934188
1700934189 如果要罗列一批杰出的物理学家,大部分人并不会想到南美洲。甚至连南美洲人自己都不太相信有那么多著名的理论物理学家来自阿根廷、巴西和智利。达尼埃莱·阿马蒂(Daniele Amati)、阿尔贝托·希林(Alberto Sirlin)、米格尔·维拉索罗(Miguel Virsasoro)、黑克托尔·鲁宾斯坦(Hector Rubinstein)、爱德华多·弗拉德金(Eduardo Fradkin)和克劳迪奥·泰特尔鲍姆(Claudio Teitelboim),这仅仅是一些在这个领域中有重要影响的人物。
1700934190
1700934191 泰特尔鲍姆最近把名字改成了克劳迪奥·本斯特(Claudio Bunster)(参看第8章有关脚注)。他是一个非同一般的人物,跟任何其他我所知道的物理学家都不一样。他的家庭与智利社会党主席萨尔瓦多·阿连德(Salvador Allende)以及诗人、社会活动家[206]、诺贝尔奖得主巴勃罗·聂鲁达(Pablo Neruda)有着非常紧密的关系[207]。泰特尔鲍姆的兄弟,塞萨尔·本斯特(Cesar Bunster)是1986年9月7日行刺前法西斯独裁者奥古斯托·皮诺切特(Augusto Pinochet)将军的领头人[208]。
1700934192
1700934193 泰特尔鲍姆身材高大,皮肤黝黑,体魄强健,双目炯炯有神。尽管有一点结巴,但是他有着一个伟大的政治领袖的魅力和潜在感召力。事实上,他就是一个科学家小团体中的反法西斯领袖,确保了科学能在智利的那些黑暗岁月中存活下来。我确信他在那个时代处境很危险。
1700934194
1700934195 泰特尔鲍姆能力极强,也有一点点疯狂。虽然他是智利军方的敌人,但是他却迷恋着各种军品。在回智利之前,他生活在得克萨斯,会常常去参观那些刀和枪的展览,甚至在今天他也常常穿着军装。我第一次去智利看望他时,他打扮成士兵的样子,把我吓得魂不附体。
[ 上一页 ]  [ :1.700934146e+09 ]  [ 下一页 ]