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1700934509 如果它们有足够的能量,当它们在UV-胚附近相撞时,一个普通的小型黑洞会形成:一个团能量会留在UV-胚上。这可以想象成一滴流体悬挂在天花板上面。组成它的视界的信息是普朗克尺度的。
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1700934514 这当然是一个我们可能永远无法做的实验。
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1700934516 但是现在把引力子换成是两个原子核(在IR-胚附近的)并使它们相互撞击。
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1700934521 IR-胚附近即将相撞的两个原子核
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1700934523 这时对偶性显示其威力。一方面,我们可以用四维版本来看,在那里两个物体碰撞并形成一个黑洞。这时黑洞在IR-胚附近,就像地板上的一个巨大的水坑。这需要多少能量呢?要比在UV-胚附近形成黑洞少得多。实际上,对于RHIC来说这个能量很容易达到。
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1700934528 另一方面,我们还可以从三维的角度来看这个问题。在这种情况下,强子或原子核碰撞,并产出一堆夸克和胶子。
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1700934530 起初时,在任何人都没有意识到QCD可能会与黑洞物理有关系的时候,QCD的专家们已经预计到碰撞所产生的能量,会以一团粒子气的形式再次出现,这团气体不遇到任何阻力,并快速地散开。但是他们所看到的则完全不同:能量凝结成团,看起来很像一团流体——称为热夸克汤。热夸克汤并不真是什么流体,它有一些令人惊讶的流动特性,与黑洞的视界极为相似。
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1700934532 所有的流体都具有黏滞性。黏滞性是一种作用在流体中,有相对滑动的各个层面之间典型的摩擦力。黏度是一个物理量,用来区别黏滞性很强的流体,如蜂蜜,与不太黏的流体,如水。黏度并不只是一个定性的概念。而对于每一种流体来说,有一个精确的数值测量被称为剪切黏度[221]。
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1700934534 理论学家们一开始就用了一些标准的近似方法,并得出结论:热夸克汤具有很高的黏度。而最终结果却是它的黏度小得令人惊讶[222]。除了一些了解弦论的核物理学家,每个人对此都感到很意外。
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1700934536 根据对黏度的某种定量测量,热夸克汤是科学领域所知道的黏度最小的流体——要比水的黏度小很多。即使是超流体液氦(小黏度的前冠军)也要比它黏得多。
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1700934538 自然界中有什么东西,可以与热夸克汤的这种低黏度相匹敌呢?有,但是并不是一种通常流体。一个黑洞的视界在它被扰动时表现得也像一个流体。例如,一个小的黑洞掉进了一个大黑洞里面,大黑洞的视界上会产生一个临时的突起,类似于一滴蜂蜜,滴在一壶蜂蜜上面所产生的突起。这个视界上的突起就像在一个黏性流体一样传播。很久以前,黑洞物理学家们计算了视界的黏度,当转换成流体的语言时,它很轻松的击败了超流体氦。当弦论学家开始猜测黑洞和核碰撞之间的联系的时候[223],他们意识到所有东西中热夸克汤,是最类似于黑洞视界的东西。
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1700934540 什么东西最终会成为这团流体呢?就像一个黑洞,热夸克汤也蒸发,变成了各种类型的粒子,包括核子、介子、光子、电子和中微子。黏度和蒸发仅是视界和热夸克汤共同特性中的两种。
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1700934542 在研究核流体的热潮中,人们希望能够知道有没有其他特性能够显示与黑洞物理是相类似的。如果这个潮流继续下去,将意味着我们拥有了一个非凡的机会来证明霍金和贝肯斯坦的理论,以及黑洞互补性原理和全息原理。这是一扇探究量子引力世界的至关重要的窗口,在那里尺寸被放大了,频率被减缓了,这样普朗克距离不再比质子小很多。
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1700934544 有人说和平只是战争之间的短暂间隙。但是在科学上却跟战争相反,托马斯·库恩说得很对:大部分“普通科学”发生在巨变之间,是一个长期的、平静的、单调的过程。黑洞战争导致了物理学定律的一次疯狂的重建,但是现在我们看到它已经在那些天天都要用到的更普通的物理学中起到作用。就像先前许多次的革命性的想法一样,全息原理正在从激进的范式,渐渐地转变成核物理学每天都要用到的工具。
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1700934546 黑洞战争 [:1700930489]
1700934547 第24章 大成若缺
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1700934549 我们只是一些生活在一颗普通恒星的行星上的高级的猴子。但是我们可以理解宇宙。这使我们变得与众不同。
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1700934551 ——史蒂芬·霍金
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1700934553 为了理解相对论,我们重新装备自己,这已经够难了。而如果是为了量子力学那更困难了。可预见性或者决定论必须离开,而失败的经典逻辑必须要被量子逻辑所取代。人们用抽象的无限维希尔伯特空间、数学上的对易关系以及其他一些怪异的发明来描述。
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1700934555 在整个20世纪的重新装备的过程中,至少到90年代中期,时空的实在性、事件的客观性已经是无可争议了。人们普遍认为量子引力在研究时空的大尺度特性时没什么用。史蒂芬·霍金以及他的信息佯谬,却无意或说是很不情愿地带我们走出了这个框架。
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1700934557 关于物质世界的新的观点在过去十多年的时间中不断地演变着,包括一种新的相对性原理和一种新的量子互补性原理。在1905年的时候,关于两个事件同时性的客观性就被否认了,但是事件本身这个概念却被坚实地保留了下来。如果一个核反应发生在太阳上,所有的观测者都会同意它发生在太阳上。没有人能在地球上观测到它。但是在引力作用极其强大的黑洞里,却出现了一些异常,一些破坏事件客观性的东西发生了。一件在自由下落的观测者看来是发生在巨型黑洞的内部的事件,在视界外部的另一个观测者看来却是在霍金辐射的光子中被“持球跑进”了。一个事件不能同时发生在视界内部和视界外面。同样的事件要么发生在视界后面要么在视界前面,这取决于观测者做的是哪个实验。但是互补性原理所有诡异的特性,在全息原理面前就成了小巫见大巫。立体的三维的世界似乎只是某种幻象,而真正的事情发生在空间的边界上面。
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