道格拉斯·斯坦福探討了黑洞內(nèi)部的混亂局面

道格拉斯·斯坦福(Douglas Stanford)對黑洞的迷戀起源于一個不太可能的地方：一艘帆船。

從10歲開始，斯坦福與他的父母和兩個姐妹一起在世界各地航行了五年。斯坦福說，帆船“就像一個物理實驗室”。保持船只航行需要平衡風和水引起的力量。“你可以看到真正簡單的物理效應(yīng)發(fā)生，”他說。

今天，31歲的斯坦福將他的物理知識應(yīng)用于更抽象的問題：黑洞，量子力學和混沌。

他在新澤西州普林斯頓高級研究所擔任理論物理學家的工作已經(jīng)揭示了新的見解，包括發(fā)現(xiàn)黑洞達到了混亂的頂峰 - 沒有什么比黑洞更混亂了。這一啟示強化了這樣一種觀念，即黑洞是宇宙中最極端的奇怪之處，更重要的是，它可能有助于尋找新的和改進的引力理論。

在混沌系統(tǒng)中，微小的調(diào)整可以產(chǎn)生級聯(lián)效應(yīng)，從而徹底改變結(jié)果。最著名的例子是蝴蝶效應(yīng)，一種蝴蝶拍動翅膀的假設(shè)場景，氣流的微小變化會影響龍卷風出現(xiàn)的時間和地點(SN Online：9/16/13)。

在量子水平上，斯坦福和理論物理學家斯蒂芬申克在計算中表明，黑洞表現(xiàn)出類似的混亂行為。黑洞的變化 - 就像將一顆粒子扔進深淵一樣 - 可以徹底改變黑洞的行為方式。

理解這種混亂的一個關(guān)鍵是黑洞不是完全黑的。宇宙巨人輻射出微弱的粒子霧，這是成對的量子粒子的結(jié)果，這些量子粒子在空間的任何地方都不斷地閃爍(SN：11/26/16，第28頁)。當這個過程發(fā)生在黑洞邊緣附近時，一些粒子可以逃逸，產(chǎn)生所謂的霍金輻射(SN：4/14/18，第12頁)。

研究這種霍金輻射揭示了黑洞的混亂性質(zhì)，斯坦福大學的斯坦福和申克于2014年在高能物理雜志上報道。

想象一下，將一個電子投射到一個黑洞中 - 這個龐然大物的變化很小。斯坦福說：“這是一顆粒子，一塊巨大的巨大黑洞。” 但這個微不足道的變化改變了黑洞發(fā)出的霍金輻射，就像一只蝴蝶拍打它的翅膀并重定向一艘遙遠的帆船。

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