Zoo siab hnub Cosmonautics! Peb xa nws mus rau lub tsev luam ntawv . Nws yog nyob rau hnub no uas astrophysicists qhia tag nrho lub ntiaj teb no lub qhov dub zoo li cas. Kev sib tsoo? Peb tsis xav li ntawd π Yog li tos, ib phau ntawv zoo kawg nkaus yuav tshwm sim sai sai, sau los ntawm Steven Gabser thiab Fabkis Pretorius, txhais los ntawm Pulkovo astronomer aka Astrodedus Kirill Maslennikov, scientific edited by the legendary Vladimir Surdin and supported by its publication by the Trajectory Foundation.
Tshaj tawm "Thermodynamics ntawm qhov dub" hauv qab txiav.
Txog rau tam sim no, peb tau suav tias cov qhov dub yog cov khoom astrophysical uas tau tsim thaum lub sij hawm supernova tawg lossis pw hauv qhov chaw ntawm galaxies. Peb saib lawv tsis ncaj los ntawm kev ntsuas qhov acceleration ntawm cov hnub qub nyob ze rau lawv. LIGO qhov kev tshawb pom nto moo ntawm kev sib tsoo ntawm lub Cuaj Hlis 14, 2015 yog ib qho piv txwv ntawm kev soj ntsuam ncaj qha ntawm qhov sib tsoo lub qhov dub. Cov cuab yeej lej peb siv kom nkag siab zoo dua ntawm qhov xwm txheej ntawm qhov dub yog: qhov sib txawv geometry, Einstein's equations, thiab muaj zog analytical thiab numerical txoj kev siv los daws Einstein txoj kev sib npaug thiab piav qhia txog lub geometry ntawm spacetime uas lub qhov dub ua rau. Thiab sai li sai tau thaum peb tuaj yeem muab cov lus piav qhia tag nrho ntawm qhov chaw-lub sijhawm tsim los ntawm lub qhov dub, los ntawm qhov pom ntawm astrophysical, lub ntsiab lus ntawm qhov dub tuaj yeem raug txiav txim siab kaw. Los ntawm qhov dav theoretical foundations, tseem muaj ntau chav rau kev tshawb nrhiav. Lub hom phiaj ntawm tshooj no yog los qhia txog qee qhov kev xav tau zoo hauv lub ntiaj teb dub qhov physics, uas cov tswv yim los ntawm thermodynamics thiab quantum txoj kev xav tau ua ke nrog cov kev sib raug zoo dav dav kom ua rau cov tswv yim tshiab tsis xav txog. Lub tswv yim tseem ceeb yog qhov dub qhov tsis yog cov khoom geometric xwb. Lawv muaj qhov kub thiab txias, lawv muaj qhov loj heev entropy, thiab lawv tuaj yeem pom qhov tshwm sim ntawm quantum entanglement. Peb cov kev sib tham ntawm cov thermodynamic thiab quantum yam ntawm lub physics ntawm lub qhov dub yuav ntau fragmentary thiab superficial tshaj qhov kev soj ntsuam ntawm cov ntshiab geometric nta ntawm qhov chaw-lub sij hawm nyob rau hauv lub qhov dub hais nyob rau hauv yav dhau los tshooj. Tab sis cov no, thiab tshwj xeeb tshaj yog cov quantum, yam yog ib qho tseem ceeb thiab tseem ceeb ntawm cov kev tshawb fawb theoretical tsis tu ncua ntawm qhov dub, thiab peb yuav sim ua tib zoo qhia, yog tias tsis yog cov ntsiab lus nyuaj, ces tsawg kawg yog tus ntsuj plig ntawm cov haujlwm no.
Hauv kev sib piv ntawm classical - yog tias peb tham txog qhov sib txawv geometry ntawm kev daws teeb meem rau Einstein qhov sib npaug - qhov dub yog qhov dub tiag tiag hauv kev nkag siab tias tsis muaj dab tsi tuaj yeem khiav ntawm lawv. Stephen Hawking tau qhia tias qhov xwm txheej no hloov pauv tag nrho thaum peb suav cov teebmeem quantum rau hauv tus account: lub qhov dub tig tawm kom tawm hluav taws xob ntawm qhov kub thiab txias, hu ua Hawking kub. Rau qhov dub qhov ntau thiab tsawg ntawm astrophysical (uas yog, los ntawm stellar-massive mus rau supermassive dub qhov), qhov kub ntawm Hawking yog negligible piv rau qhov kub ntawm lub cosmic microwave keeb kwm yav dhau - cov hluav taws xob uas ua rau tag nrho lub ntiaj teb, uas, los ntawm txoj kev, muaj peev xwm. nws tus kheej raug suav hais tias yog qhov txawv ntawm Hawking hluav taws xob. Hawking cov kev suav los txiav txim qhov kub ntawm qhov dub yog ib feem ntawm qhov kev tshawb fawb loj dua hauv thaj chaw hu ua black hole thermodynamics. Lwm qhov tseem ceeb ntawm txoj haujlwm no yog kev kawm txog lub qhov dub qhov entropy, uas ntsuas cov ntaub ntawv ploj hauv lub qhov dub. Cov khoom qub (xws li lub khob dej, ib qho thaiv ntawm magnesium ntshiab, lossis lub hnub qub) kuj muaj entropy, thiab ib qho ntawm cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm lub qhov dub thermodynamics yog tias lub qhov dub ntawm qhov loj me muaj ntau qhov entropy dua li lwm daim ntawv. ntawm qhov teeb meem uas tuaj yeem muaj nyob rau hauv ib cheeb tsam ntawm tib qhov loj, tab sis tsis muaj qhov tsim ntawm lub qhov dub.
Tab sis ua ntej peb dhia mus tob rau hauv cov teeb meem nyob ib puag ncig Hawking hluav taws xob thiab lub qhov dub qhov entropy, cia peb taug kev nrawm mus rau hauv thaj chaw ntawm quantum mechanics, thermodynamics, thiab entanglement. Quantum mechanics tau tsim tshwj xeeb hauv xyoo 1920s, thiab nws lub hom phiaj tseem ceeb yog los piav txog cov teeb meem me me, xws li atoms. Txoj kev loj hlob ntawm quantum mechanics coj mus rau kev yaig ntawm cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm physics raws li qhov tseeb ntawm ib tus neeg hais lus: nws tau muab tawm, piv txwv li, qhov chaw ntawm lub tshuab hluav taws xob thaum nws txav mus los ntawm ib qho atomic nucleus tsis tuaj yeem txiav txim siab raug. Hloov chaw, cov electrons tau muab lub npe hu ua orbits, uas lawv txoj haujlwm tiag tiag tsuas yog txiav txim siab hauv qhov kev xav tau. Rau peb lub hom phiaj, txawm li cas los xij, nws yog ib qho tseem ceeb kom tsis txhob txav mus nrawm dhau mus rau qhov kev xav tau ntawm cov khoom no. Cia peb ua piv txwv yooj yim tshaj: hydrogen atom. Tej zaum nws yuav nyob rau hauv ib lub xeev quantum. Lub xeev yooj yim tshaj plaws ntawm hydrogen atom, hu ua hauv av xeev, yog lub xeev uas muaj lub zog qis tshaj plaws, thiab lub zog no paub meej. Feem ntau, quantum mechanics tso cai rau peb (hauv paus ntsiab lus) kom paub lub xeev ntawm ib qho quantum system nrog rau qhov tseeb.
Qhov tshwm sim tuaj rau hauv kev ua si thaum peb nug qee yam lus nug txog quantum mechanical system. Piv txwv li, yog tias nws paub tseeb tias hydrogen atom nyob hauv av, peb tuaj yeem nug, "Electron nyob qhov twg?" thiab raws li txoj cai ntawm quantum
mechanics, peb tsuas yog yuav tau txais qee qhov kwv yees ntawm qhov tshwm sim rau lo lus nug no, kwv yees li ib yam dab tsi xws li: "tej zaum cov hluav taws xob nyob ntawm qhov deb ntawm txog li ib nrab ntawm angstrom los ntawm cov nucleus ntawm hydrogen atom" (ib qho angstrom yog sib npaug rau 
meters). Tab sis peb muaj lub cib fim, los ntawm cov txheej txheem ntawm lub cev, kom nrhiav tau txoj hauj lwm ntawm cov hluav taws xob ntau dua li ntawm ib qho angstrom. Cov txheej txheem zoo sib xws hauv physics muaj kev tua hluav taws xob photon ntawm luv luv wavelength rau hauv electron (los yog, raws li physicists hais, tawg ib photon los ntawm ib tug electron) - tom qab uas peb yuav reconstruct qhov chaw ntawm lub electron thaum lub sij hawm ntawm tawg nrog ib tug. qhov tseeb kwv yees li qhov sib npaug ntawm lub wavelength photon. Tab sis cov txheej txheem no yuav hloov lub xeev ntawm cov hluav taws xob, yog li tom qab qhov no nws yuav tsis nyob hauv av hauv lub xeev ntawm hydrogen atom thiab yuav tsis muaj lub zog txhais tau meej. Tab sis rau qee lub sij hawm nws txoj hauj lwm yuav luag txiav txim siab raws nraim (nrog qhov tseeb ntawm lub wavelength ntawm photon siv rau qhov no). Kev kwv yees ua ntej ntawm lub electron txoj hauj lwm tsuas yog ua tau nyob rau hauv qhov kev xav tau nrog qhov tseeb ntawm ib qho angstrom, tab sis thaum peb tau ntsuas nws peb paub tseeb tias nws yog dab tsi. Nyob rau hauv luv luv, yog hais tias peb ntsuas ib tug quantum mechanical system nyob rau hauv ib co txoj kev, ces, tsawg kawg yog nyob rau hauv cov pa kev txiav txim zoo, peb "yuam" nws mus rau hauv lub xeev nrog ib tug tej yam nqi ntawm qhov ntau peb ntsuas.
Quantum mechanics siv tsis yog rau cov tshuab me xwb, tab sis (peb ntseeg) rau txhua lub tshuab, tab sis rau cov tshuab loj, cov kev cai quantum mechanical sai sai heev. Lub tswv yim tseem ceeb yog quantum entanglement, ib qho piv txwv yooj yim uas yog lub tswv yim ntawm spin. Ib tug neeg electrons muaj spin, yog li nyob rau hauv kev xyaum ib tug tib electron yuav muaj ib tug spin coj nce los yog nqis nrog rau ib tug xaiv spatial axis. Lub kiv ntawm ib qho hluav taws xob yog ib qho kev soj ntsuam kom muaj nuj nqis vim tias cov hluav taws xob tsim hluav taws xob tsis muaj zog, zoo ib yam li thaj chaw ntawm cov hlau nplaum. Tom qab ntawd spin up txhais tau hais tias sab qaum teb ncej ntawm electron yog taw tes rau hauv, thiab tig down txhais tau hais tias sab qaum teb ncej yog taw. Ob lub tshuab hluav taws xob tuaj yeem muab tso rau hauv ib lub xeev quantum conjugated, nyob rau hauv uas ib tug ntawm lawv muaj ib tug spin up thiab lwm yam muaj ib tug downward spin, tab sis nws yog tsis yooj yim sua kom paub hais tias lub electron muaj qhov twg spin. Nyob rau hauv qhov tseeb, nyob rau hauv lub hauv paus xeev ntawm ib tug helium atom, ob lub electrons nyob rau hauv raws nraim lub xeev no, hu ua ib tug spin singlet, txij li thaum tag nrho cov spin ntawm ob electrons yog xoom. Yog tias peb cais ob lub tshuab hluav taws xob tsis hloov lawv cov spin, peb tseem tuaj yeem hais tias lawv yog spin singlets ua ke, tab sis peb tseem tsis tuaj yeem hais tias qhov spin ntawm ob qho ntawm lawv yuav yog tus kheej. Tam sim no, yog tias peb ntsuas ib qho ntawm lawv cov kev sib tw thiab tsim kom pom tias nws tau coj mus rau sab saud, ces peb yuav paub tseeb tias qhov thib ob yog coj mus rau nqes. Hauv qhov xwm txheej no, peb hais tias cov kev sib tw yog entangled - tsis yog los ntawm nws tus kheej muaj tus nqi tseeb, thaum ua ke lawv nyob rau hauv lub xeev quantum meej.
Einstein muaj kev txhawj xeeb heev txog qhov tshwm sim ntawm entanglement: nws zoo li yuav hem cov hauv paus ntsiab lus ntawm txoj kev xav ntawm kev sib raug zoo. Cia peb xav txog cov ntaub ntawv ntawm ob lub electrons nyob rau hauv ib tug spin singlet xeev, thaum lawv nyob deb ntawm qhov chaw. Kom paub meej, cia Alice coj ib tug ntawm lawv thiab Bob coj lwm tus. Cia peb hais tias Alice ntsuas qhov tig ntawm nws lub tshuab hluav taws xob thiab pom tias nws tau coj mus rau sab saud, tab sis Bob tsis ntsuas dab tsi. Txog thaum Alice ua nws qhov ntsuas, nws tsis tuaj yeem qhia tias lub kiv ntawm nws lub tshuab hluav taws xob yog dab tsi. Tab sis sai li sai tau thaum nws ua tiav nws qhov kev ntsuas, nws yeej paub tias lub kiv ntawm Bob lub electron tau coj mus rau hauv qab (nyob rau hauv kev coj rov qab mus rau lub kiv ntawm nws tus kheej electron). Puas yog qhov no txhais tau tias nws qhov ntsuas tam sim muab Bob lub tshuab hluav taws xob hauv lub xeev spin-down? Yuav ua li cas qhov no tshwm sim yog hais tias cov electrons yog spatially cais? Einstein thiab nws cov neeg koom tes Nathan Rosen thiab Boris Podolsky tau xav tias zaj dab neeg ntawm kev ntsuas cov tshuab yog qhov hnyav heev uas nws ua rau muaj kev kub ntxhov ntawm quantum mechanics. Einstein-Podolsky-Rosen Paradox (EPR) lawv tsim siv qhov kev xav zoo ib yam li qhov peb nyuam qhuav piav qhia kom xaus tias quantum mechanics tsis tuaj yeem ua tiav qhov kev piav qhia ntawm qhov tseeb. Tam sim no, raws li kev tshawb fawb theoretical tom ntej thiab ntau qhov kev ntsuas, cov kev xav dav dav tau raug tsim los ntawm EPR paradox muaj qhov yuam kev thiab qhov kev xav ntawm quantum yog qhov tseeb. Quantum mechanical entanglement yog tiag tiag: kev ntsuas ntawm entangled systems yuav sib raug zoo txawm tias cov tshuab nyob deb sib nrug ntawm lub sijhawm.
Cia peb rov qab mus rau qhov xwm txheej uas peb muab ob lub tshuab hluav taws xob tso rau hauv lub xeev spin singlet thiab muab rau Alice thiab Bob. Peb tuaj yeem qhia dab tsi txog electrons ua ntej kev ntsuas? Tias ob leeg ua ke yog nyob rau hauv ib lub xeev quantum (spin-singlet). Kev sib tw ntawm Alice's electron yog qhov sib npaug yuav raug coj mus nce lossis nqis. Ntau qhov tseeb, lub xeev quantum ntawm nws cov hluav taws xob tuaj yeem muaj qhov sib npaug yog ib qho (spin up) lossis lwm qhov (spin down). Tam sim no rau peb lub tswv yim ntawm qhov tshwm sim yuav siv lub ntsiab lus tob dua li ua ntej. Yav dhau los peb tau saib ntawm qee lub xeev quantum (lub xeev hauv av ntawm hydrogen atom) thiab pom tias muaj qee cov lus nug "tsis yooj yim", xws li "Electron nyob qhov twg?" - cov lus nug uas cov lus teb tsuas muaj nyob hauv qhov kev xav tau tiag tiag. Yog tias peb nug cov lus nug "zoo", xws li "Lub zog ntawm lub tshuab hluav taws xob no yog dab tsi?", peb yuav tau txais cov lus teb meej. Tam sim no, tsis muaj cov lus nug "zoo" peb tuaj yeem nug txog Alice's electron uas tsis muaj cov lus teb uas nyob ntawm Bob's electron. (Peb tsis tau tham txog cov lus nug ruam xws li "Puas Alice's electron txawm tias muaj kiv?" - cov lus nug uas tsuas muaj ib lo lus teb xwb.) Yog li, txhawm rau txiav txim siab qhov tsis sib xws ntawm ib nrab ntawm cov kab ke sib txuas, peb yuav tau siv. lus yuav tshwm sim. Qhov tseeb tsuas yog tshwm sim thaum peb xav txog kev sib txuas ntawm cov lus nug uas Alice thiab Bob yuav nug txog lawv cov hluav taws xob.
Peb txhob txwm pib nrog ib qho ntawm qhov yooj yim tshaj plaws quantum mechanical systems peb paub: lub kaw lus ntawm spin ntawm tus kheej electrons. Muaj kev cia siab tias quantum computers yuav raug tsim los ntawm cov txheej txheem yooj yim. Lub tshuab tig ntawm tus kheej electrons lossis lwm qhov sib npaug quantum systems tam sim no hu ua qubits (luv luv rau "quantum khoom"), hais txog lawv lub luag haujlwm hauv quantum computers, zoo ib yam li lub luag haujlwm ua los ntawm cov khoom qub hauv cov khoos phis tawj digital.
Cia peb tam sim no xav txog tias peb hloov txhua lub tshuab hluav taws xob nrog ntau txoj hauv kev quantum nrog ntau, tsis yog ob lub xeev quantum xwb. Piv txwv li, lawv muab Alice thiab Bob tuav ntawm magnesium ntshiab. Ua ntej Alice thiab Bob mus rau lawv txoj kev sib cais, lawv cov pas tuav tuaj yeem cuam tshuam, thiab peb pom zoo tias ua li ntawd lawv tau txais qee lub xeev quantum. Thaum Alice thiab Bob sib cais, lawv cov magnesium tuav tsis cuam tshuam. Raws li nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm electrons, txhua bar nyob rau hauv ib tug indeterminate quantum xeev, txawm tias ua ke, raws li peb ntseeg, lawv tsim ib tug zoo-txhais lub xeev. (Hauv qhov kev sib tham no, peb xav tias Alice thiab Bob muaj peev xwm txav tau lawv cov magnesium tuav yam tsis muaj kev cuam tshuam rau lawv lub xeev sab hauv txhua txoj kev, ib yam li peb tau xav tias Alice thiab Bob tuaj yeem cais lawv cov hluav taws xob entangled yam tsis hloov pauv.) Tab sis muaj. qhov sib txawv Qhov txawv ntawm qhov kev xav no thiab kev sim electron yog qhov tsis paub tseeb hauv lub xeev quantum ntawm txhua qhov bar yog loj heev. Lub bar tuaj yeem tau txais ntau lub xeev quantum ntau dua li cov atoms hauv ntiaj teb. Qhov no yog qhov uas thermodynamics los ua si. Txawm li cas los xij, cov txheej txheem tsis zoo heev yuav txawm li cas los xij muaj qee qhov kev txiav txim siab zoo macroscopic. Xws li ib tug yam ntxwv yog, piv txwv li, kub. Qhov kub thiab txias yog ib qho kev ntsuas ntawm qhov yuav ua li cas ib feem ntawm ib qho system yuav muaj ib qho nruab nrab lub zog, nrog rau qhov kub thiab txias ntau dua qhov yuav muaj zog dua. Lwm qhov ntsuas kub tsis zoo yog entropy, uas yog qhov tseem ceeb sib npaug rau lub logarithm ntawm tus lej ntawm lub xeev qhov system tuaj yeem xav tau. Lwm tus yam ntxwv ntawm thermodynamic uas yuav yog ib qho tseem ceeb rau lub bar ntawm magnesium yog nws cov net magnetization, uas yog qhov tseem ceeb ntawm qhov ntsuas uas qhia tau hais tias ntau npaum li cas spin-up electrons muaj nyob rau hauv lub bar dua li spin-down electrons.
Peb tau coj cov thermodynamics rau hauv peb zaj dab neeg raws li ib txoj hauv kev los piav qhia txog cov kab ke uas nws lub xeev quantum tsis paub meej vim lawv cuam tshuam nrog lwm lub tshuab. Thermodynamics yog lub cuab yeej muaj zog rau kev tshuaj xyuas cov tshuab no, tab sis nws cov neeg tsim khoom tsis xav txog nws daim ntawv thov li no. Sadi Carnot, James Joule, Rudolf Clausius yog cov duab ntawm lub xyoo pua XNUMXth kev lag luam kiv puag ncig, thiab lawv txaus siab rau qhov ua tau zoo tshaj plaws ntawm tag nrho cov lus nug: yuav ua li cas lub cav ua haujlwm? Lub siab, ntim, qhov kub thiab txias yog cov nqaij thiab cov ntshav ntawm lub cav. Carnot tau tsim tias lub zog hauv daim ntawv ntawm cov cua sov tsis tuaj yeem hloov pauv mus rau hauv cov haujlwm tseem ceeb xws li nqa cov khoom thauj. Qee lub zog yuav raug pov tseg tas li. Clausius tau ua ib qho tseem ceeb rau kev tsim lub tswv yim ntawm entropy raws li ib tug universal cuab tam rau kev txiav txim lub zog poob thaum lub sij hawm ib tug txheej txheem uas muaj xws li kub. Nws qhov kev ua tiav tseem ceeb yog qhov kev paub tias entropy yeej tsis txo qis - hauv yuav luag txhua cov txheej txheem nws nce. Cov txheej txheem uas nce entropy yog hu ua irreversible, precisely vim hais tias lawv tsis tuaj yeem thim rov qab yam tsis muaj qhov txo qis hauv entropy. Cov kauj ruam tom ntej ntawm txoj kev loj hlob ntawm statistical mechanics tau coj los ntawm Clausius, Maxwell thiab Ludwig Boltzmann (ntawm ntau lwm tus) - lawv tau pom tias entropy yog ib qho kev ntsuas ntawm kev tsis sib haum xeeb. Feem ntau, qhov ntau koj ua rau ib yam dab tsi, ntau qhov teeb meem koj tsim. Thiab txawm hais tias koj tsim cov txheej txheem uas nws lub hom phiaj yog los kho qhov kev txiav txim, nws yuav ua rau muaj kev cuam tshuam ntau dua li yuav raug rhuav tshem - piv txwv li, los ntawm kev tso cua sov. Lub crane uas nteg steel kab teeb hauv kev txiav txim zoo tsim kev txiav txim raws li kev teeb tsa ntawm cov kab teeb, tab sis thaum lub sijhawm ua haujlwm nws ua kom muaj cua sov ntau heev uas tag nrho entropy tseem nce.
Tab sis tseem, qhov sib txawv ntawm qhov kev pom ntawm thermodynamics ntawm xyoo pua XNUMXth physicists thiab kev pom cuam tshuam nrog quantum entanglement tsis zoo li nws zoo li. Txhua lub sij hawm ib qho kev cuam tshuam nrog tus neeg sawv cev sab nraud, nws lub xeev quantum yuav entangled nrog tus neeg sawv cev lub xeev quantum. Feem ntau, qhov kev cuam tshuam no ua rau muaj qhov tsis paub tseeb ntawm lub xeev quantum ntawm lub system, hauv lwm lo lus, kom nce tus naj npawb ntawm quantum xeev uas lub system tuaj yeem ua tau. Raws li qhov tshwm sim ntawm kev sib cuam tshuam nrog lwm lub tshuab, entropy, txhais tau hais tias muaj pes tsawg lub xeev quantum muaj rau lub kaw lus, feem ntau nce.
Feem ntau, quantum mechanics muab txoj hauv kev tshiab los ua lub cev lub cev uas qee qhov tsis muaj (xws li txoj haujlwm hauv qhov chaw) ua tsis meej, tab sis lwm tus (xws li lub zog) feem ntau paub tseeb. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm quantum entanglement, ob lub hauv paus sib cais qhov chaw ntawm lub system muaj ib tug paub quantum xeev, thiab txhua feem cais muaj ib tug tsis meej lub xeev. Ib tug qauv piv txwv ntawm entanglement yog ib khub ntawm spin nyob rau hauv ib tug singlet xeev, nyob rau hauv uas nws yog tsis yooj yim sua kom paub hais tias lub spin yog nce thiab qhov twg yog down. Qhov tsis paub meej ntawm lub xeev quantum nyob rau hauv ib qho system loj yuav tsum muaj qhov ntsuas kub nyob rau hauv uas macroscopic tsis xws li qhov kub thiab txias thiab entropy paub txog qhov tseeb, txawm tias lub kaw lus muaj ntau lub xeev microscopic quantum.
Tom qab ua tiav peb qhov kev mus ncig luv luv rau hauv thaj chaw ntawm quantum mechanics, entanglement thiab thermodynamics, cia peb tam sim no sim nkag siab tias txhua yam no ua rau kev nkag siab ntawm qhov tseeb tias qhov dub muaj qhov kub thiab txias. Thawj kauj ruam ntawm qhov no tau ua los ntawm Bill Unruh - nws tau pom tias tus neeg saib xyuas nrawm hauv qhov chaw tiaj tus yuav muaj qhov kub thiab txias sib npaug rau nws qhov nrawm faib los ntawm 2Ο. Tus yuam sij rau Unruh cov kev suav yog tias tus neeg soj ntsuam txav nrog qhov nrawm nrawm hauv ib qho kev taw qhia tsuas yog pom ib nrab ntawm lub sijhawm tiaj tus. Qhov thib ob ib nrab yog qhov tseem ceeb tom qab lub qab ntug zoo ib yam li lub qhov dub. Thaum xub thawj nws zoo li tsis yooj yim sua: yuav ua li cas lub tiaj tus spacetime coj zoo li lub qab ntug ntawm lub qhov dub? Yuav kom nkag siab tias qhov no tshwm sim li cas, cia peb hu rau peb cov neeg saib xyuas ncaj ncees Alice, Bob thiab Bill kom pab. Ntawm peb qhov kev thov, lawv tau kab, nrog Alice ntawm Bob thiab Bill, thiab qhov kev ncua deb ntawm cov neeg soj ntsuam hauv txhua khub yog raws nraim 6 mais. Peb tau pom zoo tias thaum lub sijhawm xoom Alice yuav dhia mus rau hauv lub foob pob hluav taws thiab ya mus rau Bill (thiab yog li ntawd deb ntawm Bob) nrog kev nrawm nrawm. Nws lub foob pob hluav taws yog qhov zoo heev, muaj peev xwm txhim kho kev nrawm 1,5 trillion zaug ntau dua li qhov gravitational acceleration uas cov khoom txav ze ntawm lub ntiaj teb. Tau kawg, nws tsis yooj yim rau Alice kom tiv taus qhov nrawm, tab sis, raws li peb tam sim no yuav pom, cov lej no raug xaiv rau lub hom phiaj; Thaum kawg ntawm hnub, peb tsuas yog tham txog cov hauv kev muaj peev xwm, uas yog tag nrho. Raws nraim lub sijhawm thaum Alice dhia rau hauv nws lub foob pob ua ntxaij, Bob thiab Bill yoj rau nws. (Peb muaj cai siv cov lus hais tias "raws li lub sijhawm thaum ...", vim hais tias thaum Alice tseem tsis tau pib nws lub davhlau, nws nyob hauv tib qhov kev siv raws li Bob thiab Bill, yog li lawv txhua tus tuaj yeem synchronize lawv cov moos. ). Ntawm qhov tsis sib xws, nws txav deb ntawm Bob, yog li peb tuaj yeem xav tias nws yuav pom nws waving rau nws me ntsis tom qab nws yuav pom yog tias nws tseem nyob hauv ib qho chaw. Tab sis qhov tseeb yog qhov xav tsis thoob: nws yuav tsis pom Bob kiag li! Nyob rau hauv lwm yam lus, cov photons uas ya los ntawm Bob lub waving tes rau Alice yuav tsis ntes nrog nws, txawm muab hais tias nws yuav tsis muaj peev xwm ncav cuag qhov ceev ntawm lub teeb. Yog hais tias Bob tau pib waving, nyob ze rau Alice me ntsis, ces cov photons uas ya tawm ntawm nws thaum lub sij hawm nws tawm mus yuav tau hla nws, thiab yog hais tias nws nyob deb me ntsis, lawv yuav tsis tau overtaken nws. Nws yog nyob rau hauv qhov kev nkag siab no uas peb hais tias Alice tsuas pom ib nrab ntawm lub sijhawm. Thaum lub sij hawm thaum Alice pib tsiv, Bob yog me ntsis ntxiv tshaj lub qab ntug uas Alice saib.
Hauv peb qhov kev sib tham ntawm quantum entanglement, peb tau dhau los ua lub tswv yim tias txawm tias lub tshuab hluav taws xob quantum tag nrho muaj qee lub xeev quantum, qee qhov ntawm nws yuav tsis muaj. Qhov tseeb, thaum peb sib tham txog cov txheej txheem quantum nyuaj, qee qhov ntawm nws tuaj yeem ua tus yam ntxwv zoo tshaj plaws nyob rau hauv cov ntsiab lus ntawm thermodynamics: nws tuaj yeem raug muab tso rau qhov ntsuas kub zoo, txawm tias qhov tsis paub meej quantum xeev ntawm tag nrho cov kab ke. Peb zaj dab neeg kawg uas hais txog Alice, Bob thiab Bill yog me ntsis zoo li qhov xwm txheej no, tab sis cov txheej txheem quantum peb tab tom tham txog ntawm no yog lub sijhawm khoob, thiab Alice tsuas pom ib nrab ntawm nws. Cia peb ua ib qho kev tshwj tseg tias qhov chaw-lub sij hawm tag nrho yog nyob rau hauv nws lub xeev hauv av, uas txhais tau hais tias tsis muaj cov khoom hauv nws (ntawm chav kawm, tsis suav Alice, Bob, Bill thiab foob pob ua ntxaij). Tab sis ib feem ntawm qhov chaw-lub sij hawm uas Alice pom yuav tsis nyob rau hauv lub xeev av, tab sis nyob rau hauv ib lub xeev entangled nrog ib feem ntawm nws uas nws tsis pom. Qhov chaw-lub sij hawm pom tau los ntawm Alice yog nyob rau hauv ib tug complex, indeterminate quantum lub xeev characterized los ntawm ib tug finite kub. Unruh cov kev suav qhia tias qhov ntsuas kub no yog kwv yees li 60 nanokelvins. Nyob rau hauv luv luv, raws li Alice accelerates, nws zoo li yuav tsum tau raus rau hauv ib da dej sov ntawm hluav taws xob nrog ib tug kub sib npaug zos (nyob rau hauv tsim nyog units) rau acceleration faib los ntawm
Rice. 7.1. Alice txav nrog nrawm los ntawm kev so, thaum Bob thiab Bill nyob twj ywm tsis muaj zog. Alice lub acceleration tsuas yog xws li tias nws yuav tsis pom cov photons uas Bob xa nws txoj kev ntawm t = 0. Txawm li cas los xij, nws tau txais cov photons uas Bill xa nws ntawm t = 0. Qhov tshwm sim yog tias Alice tsuas tuaj yeem soj ntsuam ib nrab ntawm lub sijhawm.
Qhov txawv ntawm Unruh cov kev suav yog tias txawm hais tias lawv xa los ntawm pib mus rau qhov chaw khoob, lawv tawm tsam King Lear cov lus nto moo, "tawm ntawm tsis muaj dab tsi los tsis muaj dab tsi." Yuav ua li cas qhov chaw khoob yuav nyuaj? Cov khoom tuaj yeem tuaj qhov twg? Qhov tseeb yog tias raws li quantum txoj kev xav, qhov chaw khoob tsis yog khoob kiag li. Nyob rau hauv nws, ntawm no thiab muaj, luv luv excitations tas li tshwm sim thiab ploj mus, hu ua virtual hais, lub zog uas yuav ua tau ob qho tib si zoo thiab tsis zoo. Tus neeg soj ntsuam los ntawm yav tom ntej nyob deb - cia peb hu nws Carol - leej twg tuaj yeem pom yuav luag txhua qhov chaw khoob tuaj yeem lees paub tias tsis muaj cov khoom nyob hauv nws ntev. Ntxiv mus, lub xub ntiag ntawm cov khoom nrog lub zog zoo nyob rau hauv ib feem ntawm qhov chaw-lub sij hawm uas Alice tuaj yeem soj ntsuam, vim quantum entanglement, yog txuam nrog excitations ntawm sib npaug thiab opposite kos npe ntawm lub zog nyob rau hauv ib feem ntawm qhov chaw-lub sij hawm unobservable rau Alice. Qhov tseeb tag nrho txog qhov khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob khoob. Txawm li cas los xij, Alice qhov kev paub qhia nws tias cov khoom muaj nyob ntawd!
Tab sis tom qab ntawd nws hloov tawm tias qhov ntsuas kub ntsuas los ntawm Unruh zoo li tsuas yog qhov tseeb - nws tsis yog ntau yam khoom ntawm qhov chaw tiaj tus li ntawd, tab sis yog cov cuab yeej ntawm tus neeg soj ntsuam uas muaj kev nrawm nrawm hauv qhov chaw tiaj tus. Txawm li cas los xij, lub ntiajteb txawj nqus nws tus kheej yog tib lub zog "tsis tseeb" hauv qhov kev nkag siab tias "kev nrawm" uas nws ua rau tsis muaj dab tsi ntau tshaj li kev txav mus los ntawm geodesic hauv ib qho kev ntsuas nkhaus. Raws li peb tau piav nyob rau hauv Tshooj 2, Einstein lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev sib npaug hais tias acceleration thiab gravity yog qhov tseem ceeb sib npaug. Los ntawm qhov kev pom no, tsis muaj ib yam dab tsi tshwj xeeb tshaj yog xav tsis thoob txog lub qhov dub lub qab ntug uas muaj qhov kub thiab txias sib npaug rau Unruh qhov ntsuas ntawm qhov ntsuas kub ntawm cov neeg soj ntsuam nrawm. Tab sis, peb puas tuaj yeem nug, peb yuav tsum siv qhov ntsuas kub li cas? Los ntawm kev txav deb txaus los ntawm lub qhov dub, peb tuaj yeem ua rau nws qhov kev sib zog nqus tsis muaj zog li peb nyiam. Puas yog qhov no txhais tau hais tias txhawm rau txiav txim siab qhov kub ntawm lub qhov dub uas peb ntsuas, peb yuav tsum siv tus nqi me me ntawm kev nrawm? Cov lus nug no hloov mus ua qhov tsis txaus ntseeg, vim tias, raws li peb ntseeg, qhov kub ntawm ib yam khoom tsis tuaj yeem txo qis. Nws yog assumed tias nws muaj ib co finite tus nqi uas yuav ntsuas tau txawm los ntawm ib tug heev deb soj ntsuam.
Tau qhov twg los: www.hab.com