粒子类有关论文范本,与无法黑洞中逃逸吗?相关大学毕业论文范文

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现有理论认为,没有任何东西能够从黑洞中逃逸出来,即使光也不例外.然而,真的是“没有任何东西”吗其实,说“几乎没有”应该更准确一些.要说明这一点,首先要了解两个名词,一个叫“势垒”,一个叫“量子隧道效应”.势垒就是势能比附近的势能都高的空间区域,而量子隧道效应是由微观粒子波动性所确定的量子效应,又称势垒贯穿.粒子的运动过程中若遇到一个高于粒子能量的势垒,按照经典力学,粒子是不可能越过势垒的；但按照量子力学,则可以解出除了在势垒处的反射外,还有透过势垒的波函数,这表明在势垒的另一边粒子具有一定的概率,即粒子可以贯穿势垒.

经典物理学认为,物体越过势垒有一阈值能量,粒子能量小于此能量则不能越过,大于此能量则可以越过.例如骑自行车过小坡,先用力骑,如果坡很低,不蹬自行车也能靠惯性过去；如果坡很高,不蹬自行车到半路就会停住,然后退回去.量子力学则认为,即使粒子能量小于阈值能量,很多粒子冲向势垒,一部分粒子被反弹,但还是会有一些粒子能过去,好像有一个隧道,故名隧道效应.

在亚原子世界,没有什么障碍(势垒)是不可逾越的.这些粒子偶尔也会经由量子隧道越过障碍,即使黑洞也无法避免这种情况发生.因此,有人认为所有黑洞都发出异常微弱的光,这种光被称为“霍金辐射”.

美国科罗拉多大学的天体物理学家安德鲁汉密尔顿说：“在黑洞表面内部,空间下陷的速度比光还快,因此如果运行速度不比光快,任何东西都无法穿越黑洞表面.但是从量子力学考虑,黑洞内部的一些东西逃逸出来并非不可能.”然而,想达到这个目的需要非常特殊的条件.除了量子隧道之外,量子力学也允许粒子越过黑洞表面.事实上,这种量子起伏随时都能发生：真空环境会自然产生粒子―反粒子对,不过它们通常会立刻湮灭对方.

粒子要想从黑洞中逃逸出来,量子起伏必须在黑洞边缘附近发生.当这种情况出现时,粒子会在反粒子湮灭它前迅速从黑洞里逃逸出来,而反粒子则会立刻被黑洞捕获,并在坠入黑洞中心时被拉长.为了让这种戏剧性的分离场面发生,粒子产生的量子起伏必须拥有非常长的波长.这听起来可能很奇怪.量子力学称所有粒子都是波,因此,它们的波长是两个连续波峰之间的距离.特定粒子移动的速度越慢,波长就越长.

汉密尔顿表示,由量子起伏产生并拥有“与黑洞相匹配的波长的粒子能够从黑洞里逃逸出来.这是因为它们不会被局限在一个地方,它们会不停地运动”.从早期类推来看,这些粒子特别像幽灵,它们巨大的波长使它们可以自由徜徉于黑洞边界以外的区域.汉密尔顿说：“霍金辐