同时既死又活：黑洞有量子属性

By Tereza Pultarova

2022/11/2

Science & Astronomy

一项新的研究已经揭示了黑洞像量子粒子一样行为。 (Image credit: NightCafe Creator AI)

一项新的研究揭示黑洞有量子粒子的属性，暗示那个令人困惑的宇宙天体能在同时既大又小、既重又轻或者既死又活，刚好像传奇的薛定谔的猫一样。

这项基于计算机建模的新研究旨在来发现超大质量天体如黑洞等的弯曲思维的翘曲时间的物理和指导最小亚原子粒子的行为的原理之间难以捉摸的联系。

该研究团队开发了一个将一个模拟的量子粒子刚好放置在一个巨大的模拟黑洞之外的数学框架。模拟揭示了黑洞显示了量子超位的迹象，超位是能够同时以多种状态存在的能力------在这种情况下，就是在同时大质量的又毕竟不是大质量的。

研究的主要作者昆士兰大学理论物理学博士约书华夫在一份声明中说.“ 我们要来看是否[黑洞]可以同时有狂的不同的质量而原来它们这样做的，直到现在为止我们已经没有深入调查是否黑洞展示量子物理学的一些诡异而奇妙的行为”。

量子超位最著名的例子是薛定谔的猫的传说，一个由20世纪早期的物理学家欧文·薛定谔设计的思想实验，来证明与量子物理学的一些关键问题。按照量子理论，亚原子粒子同时的以多种状态存在直到它们与外部世界相互作用为止。这种相互作用，可能是被测量或被观察的简单行为将粒子扔进一种可能的状态。

1933年获得了诺贝尔物理学奖的薛定谔打算了这个实验来证明量子理论的荒谬性，因为它会提出一只锁在一个盒子里的猫基于原子的随机行为能是在同时既死又活的，直到一个观察者打破这个超位为止。

然而，就像它原来是的一样，虽然盒子里的一只猫不管观察者的行为可能是死的，但一个量子粒子真的可能以双重状态存在。新的研究表明一个黑洞也这样做。

美国和以色列的理论物理学家雅各布·贝肯斯坦是第一个来假设黑洞可能有量子属性的人。因为一个黑洞被它的质量定义，它的量子超位一定意味着这个奇特的引力门路能有落入一定比例内的多个质量。

RELATED STORIES:

— 'Spooky action at a distance' can lead to a multiverse. Here's how.

— Was Einstein wrong? The case against space-time theory

— What Is Quantum Gravity? 

研究的合著者昆士兰大学的物理学家也是该研究的联合主管玛格达莱娜·齐奇在声明中说，“ 我们的模型显示了这些超位的质量事实上是在某些确定的带或比率中------就像被贝肯斯坦预测的一样，我们没有假设任何这样的模式参入，如此我们发现这个证据是相当惊人的”。

这并不是我们更接近于了解黑洞内部什么正在发生。但不管这是什么，它可能的甚至比我们可能想象的更神奇。

这项新的研究于周五（10月28日）在线发表在《物理评论快报》杂志上。