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它们不错只是是咱们畴前光锥的范围
发布日期:2024-07-03 16:05    点击次数:187

它们不错只是是咱们畴前光锥的范围

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最近的DESI(暗能量光谱仪)商讨发现,暗能量——这种组成天地中大部分质地的精巧物资——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注意,因为它挑战了现存的天地学模子中的一个中枢见地:天地学常数。

天地学常数是一个表面常数,用于描画暗能量的性质,绝顶是它若何鞭策天地加快延迟。按照表率天地模子,暗能量被假定为一个恒定的力量,不随时刻变化。然而,DESI的商讨阻抑知道,暗能量可能并非不变,这意味着咱们对天地的加快延迟以及天地的合座结构可能需要再行评估和相识。

天然目下莫得科学家全齐铲除天地学常数这一见地,但这项新发现标明咱们对暗能量的相识仍然有限。

然而,一个可能的着急发现可动力自于一个起始被用来提升蒸汽机效能的学科——热力学。这个学科不仅匡助咱们相识了若何制造更灵验率的机器,跟着时刻的推移,它的驾驭依然拓展到天地学鸿沟。

早在1995年,Ted Jacobson从热力学的基本轨则推导出了阐发时空波折引起的引力的广义相对论方程。

此前依然有来自黑洞热力学商讨的知道。商讨标明黑洞具有温度,像系数具有温度的物体通常,它们会开释发射。霍金阐发说,这种发射是由空间真空中的粒子-反粒子对出现所引起的。

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常常,这些粒子会再行蚁归并互相消灭,但在事件视界近邻,一个可能会掉进去,而另一个则叛逃,因此它们无法再消灭。书中有一个很好的插图展示了这些小粒子。有些叛逃,有些则莫得。

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天然,这种阐发是全齐的天方夜谭。在黑洞事件视界近邻根柢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。

这种发射,被称为霍金发射,是由于一个相对于黑洞静止的不雅察者若何看待其近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。

并不单要受引力作用的天体产生霍金发射。广义相对论的一个基原意趣是等效旨趣。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区别我方是处于一个的确的引力场中,照旧在一个加快畅通的空间里。

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发射。天然像霍金发射通常,它从未被不雅察到,这被称为盎鲁效应(Unruh effect)。

萝岗区粒市坚果有限公司 "Hiragino Sans GB", 台州芭比拉电器有限公司 "Microsoft YaHei", "WenQuanYi Micro Hei", "Helvetica Neue", Arial, sans-serif;font-size: 18px;letter-spacing: normal;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">这是一个瑰丽的阻抑,因为它标明热力学不仅在黑洞、行星和恒星中瓦解着急作用,致使在加快的参考系中亦然如斯。

这便是Jacobson是若何依据热力学的基原意趣,得手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,你无法知谈是什么引起的。

视界无用是黑洞事件视界。它们不错只是是咱们畴前光锥的范围,即系数可能因果影响咱们的事物。

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另一种更意旨的视界被称为Rindler视界,它近似于事件视界,但在狭义相对论中被界说为一个不休加快的物体的视界。

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思象一艘从地球升空并不休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。光束将不休尝试追上它但永恒也够不上。目下,若是飞船住手加快,光束就会追上。需要合手续的力智力使飞船隔离Rindler视界。

河南新华物资集团有限公司 "WenQuanYi Micro Hei", "Helvetica Neue", Arial, sans-serif;font-size: 18px;letter-spacing: normal;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">与黑洞事件视界不同,若是飞船蜕变其畅通,Rindler视界不错被蜕变。此外,它莫得奇点。然而,其他事件视界的系数特征,仍然适用。与其说是看到霍金发射,不如说飞船会看到盎鲁效应。若是它试图向视界发送信号,信号会变得红移直到最终散失。若是又名宇航员被“镌汰”到视界(通过延缓),他们会显得越来越慢,直到在视界散失。(他们不会被拉成条状,只是被放手在深空中!)若是飞船保合手其加快度,就像穿越黑洞通常,宇航员永恒无法复返。

这些因果视界本色上与热量和绝顶是熵相关,因为它们荫藏了信息。举例,若是来自咱们畴前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。咱们能检测到的只消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。然而,从阿谁纠缠中有引力效应产生。热量穿越范围流动。

暗能量也被忖度为来自因果视界的一种热能容貌,即天地将来事件视界。这个视界是咱们天地中任何将来不雅察者能不雅测到的极限。若是天地是静态的,在无尽长的时刻后,这个视界将散失,表面上在时刻的止境的不雅察者将八成看到天地中发生的系数事情。然而,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将来不雅察者的畴前光锥中。这就创造了一个视界。

正如Jacobson所论说的,任何因果视界齐荫藏信息,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发射,但起原于这个将来的视界范围。

与Rindler视界不同,这个将来的视界并不是咱们畅通的效能。它是空间自身畅通的效能,而当量子真空纠缠发生在阿谁范围时,它们进展为暗能量。

辞世俗无视界的空间中,这些波动莫得引力效应,但视界的存在像热泵通常,将能量泵送畴前。

一些物理学家觉得天地将来视界(即天地扩展到最远端的范围,进步此界限,来自天地其他部分的信息或影响将无法到达)在阐发某些天地景观时饰演要害变装的原因之一,是因为相关的数学贪图与不雅测数据相配吻合。

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领先,物理学家商量使用哈勃法式而不是将来天地学视界法式。哈勃法式本质上是哈勃常数的倒数。由于哈勃常数响应了天地扩张的速度,其倒数给出了一个与面前可不雅测天地的大小大致额外的法式。这个法式大要对应于自天地运转扩张以来的时刻,即约138亿年。

这给咱们提供了无理的暗能量密度值,致使不恰当一个加快延迟天地的情况,而将来视界的大小则与之相符。

然而,使用将来视界的容貌并不完整,一些物理学家依然对模子进行了履行。绝顶是,对于咱们若何贪图熵存在疑问。

新的熵计数机制给出了不同的阻抑,这些机制蜕变了时空微不雅结构中存在的信息量,因此也蜕变了在给定期间暗能量应有的大小。有Barrow、Tsallis、Renyi和Sharma-Mittal熵,这些齐蜕变了咱们对视界中包含若干信息的基智商会。

然而,盎鲁效应可能比将来视界和熵公式的影响更为深入,因为它标明,在时空中的任何极少,齐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。为什么一个在天际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畅通情状。

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全齐嗅觉不到。

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这意味着通盘天地的热力学依赖于星系的畅通情状和天地微波配景。既然如斯,咱们若何将天地学常数视为一个热力学变量?

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在一篇令东谈主眷顾的论文《黑洞化学》中,Kubiznak、Mann 和 Teo 觉得天地学常数近似于压力。晦气的是,由于咱们的天地不处于均衡情状,热力学并不通俗。相背,咱们天地内的视界(如围绕黑洞的事件视界)与围绕通盘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,咱们知谈,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状使得处罚暗能量问题如斯复杂河南新华物资集团有限公司。

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