La teoría de la relatividad general de Einstein predijo la existencia de un misterioso cuerpo celeste que colapsaría hacia adentro bajo la acción de una enorme fuerza gravitatoria, y todos los objetos colapsarían hasta un punto infinitesimal, haciendo que el espacio-tiempo se doblara infinitamente.
1969年,惠勒把这种神秘的天体称为“黑洞”,并且提出了这样的假说:黑洞只有三个物理量质量,电荷量和角动量,其他所有物理量都被巨大的引力撕碎,都在事件视界之内了。
Esta hipótesis fue demostrada más tarde por Hawking y otros, que es el llamado "teorema sin pelo del agujero negro".
De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, un sistema cerrado solo se volverá cada vez más caótico, que es la ley del aumento de la entropía. En cualquier sistema cerrado, la entropía aumenta, lo que significa que el sistema se está volviendo cada vez más caótico.
Según la segunda ley de la termodinámica, es decir, la ley de aumento de la entropía, los agujeros negros también tienen entropía, y si hay entropía, debe haber temperatura, y tener temperatura significa tener radiación. Pero un agujero negro devorará todo lo que se acerque, e incluso la luz no puede escapar, entonces, ¿cómo puede haber radiación?
Este problema fue resuelto de nuevo por Stephen Hawking, quien propuso la famosa "radiación de Hawking". ¿Cómo entender la "radiación de Hawking"? Se requieren algunos conocimientos básicos de mecánica cuántica.
Todos sabemos que la física clásica nos dice que tanto la materia como la energía se conservan y no pueden desaparecer ni surgir de la nada.
Pero en el microcosmos, ese no es el caso, no podemos usar la física clásica para entender los fenómenos extraños en el microcosmos, de lo contrario nos volveremos locos.
Hay incertidumbre en el microcosmos, lo que significa que en un mundo muy corto, la energía puede ser muy grande. La manifestación específica es que un par de partículas virtuales positivas y negativas se pueden derivar de la nada en un instante, lo que realmente se deriva de la nada. Sin embargo, existió por muy poco tiempo y desapareció en un instante.
Mientras todo el proceso satisfaga el principio de incertidumbre, es decir, el producto del tiempo y la energía no sea menor que una constante, existe una cierta posibilidad de que ocurra, por supuesto, esta constante es muy pequeña, pero es mayor que cero.
En realidad, se trata de fluctuaciones cuánticas, y el derivado es un par de partículas virtuales. Las fluctuaciones cuánticas también significan que el vacío no está vacío en absoluto, no solo no está vacío, sino que es incluso más vivo que el mundo real, y el vacío es como un océano hirviendo, con pares aleatorios de partículas virtuales emergiendo constantemente.
Es demasiado raro e increíble para nosotros, pero es muy común en el microcosmos.
En el entorno del vacío cerca del horizonte de eventos de un agujero negro, por supuesto, los pares de partículas virtuales también fluctuarán, y aunque los pares de partículas virtuales existen por un tiempo muy corto, eventualmente pueden caer en el agujero negro porque están demasiado cerca del horizonte de eventos.
Pero este tipo de caída no significa que todas las partículas virtuales caigan en el agujero negro, puede ser que uno de los pares de partículas virtuales caiga accidentalmente en el agujero negro, y el otro no será aniquilado porque no puede encontrar un compañero para la aniquilación, y permanecerá en el universo todo el tiempo, lo que equivale a la materialización.
Cuando las partículas materializadas abandonan el agujero negro, se manifiesta como si el agujero negro se evaporara constantemente, lo que se denomina "radiación de Hawking". Los agujeros negros pierden masa a través de la radiación de Hawking, pero el proceso es extremadamente lento.
La radiación de Hawking resuelve muy bien el problema de la "entropía de los agujeros negros" y, al mismo tiempo, nos trae otra suposición increíble. Al describir el estado de un objeto, la entropía en realidad contiene información sobre el objeto. Entonces, cuando un objeto es tragado por un agujero negro, la información del objeto permanecerá en el horizonte de sucesos.
¿Sabes lo que eso significa?
Esto significa que toda la información en el espacio-tiempo cuatridimensional en el que nos encontramos es solo "proyección o codificación", y está codificada en la superficie bidimensional del horizonte de eventos del agujero negro. El objeto tragado por el agujero negro no ha desaparecido y la información del objeto ha permanecido en el horizonte de sucesos.
Sobre la base de este punto de vista, la teoría de cuerdas propone una cosmología holográfica aún más loca, argumentando que nuestro universo puede ser solo una proyección holográfica del universo "de alta dimensión". En otras palabras, el espacio tridimensional que percibimos todos los días es en realidad solo una ilusión, de hecho, es solo una descripción errónea de nuestro mundo macrocósmico de baja energía, de hecho, es bidimensional, pero no podemos sentirlo.
Lo más loco es que la cosmología holográfica incluso cree que el mundo en el que vivimos los humanos se encuentra originalmente dentro de un agujero negro, y una idea tan loca definitivamente desencadenará tu ensoñación infinita.
De hecho, esta visión no es utópica, y hay una cierta base teórica. Entendido desde el concepto de agujeros negros y el radio de Schwarzschild, nuestro universo está muy en línea con las características de los agujeros negros. ¿Por qué?
Cualquier materia con masa tiene un valor propio de radio crítico, el llamado radio de Schwarzschild, que es proporcional a la masa, y cualquier objeto que sea más pequeño que su propio radio de Schwarzschild colapsará en un agujero negro.
Por ejemplo, el radio de Schwarzschild del Sol es de aproximadamente 9 km, y el radio de Schwarzschild de la Tierra es de 0 mm, lo que significa que si la Tierra se comprime a 0 mm de tamaño, colapsará en un agujero negro.
而我们的宇宙的历史为138亿年,意味着我们能观测到的极限距离为138亿光年,而根据可观测宇宙的质量进行计算,可观测宇宙的史瓦西半径达到了156亿光年,比138亿光年还要多18亿光年。
En otras palabras, puramente teóricamente, es completamente posible que nuestro universo sea un agujero negro, ¡y nosotros vivamos en un agujero negro!
Terminar.