为理解黑洞物理学家借助数学‘罗塞塔石碑’

为了理解黑洞，物理学家们求助于一块数学罗塞塔石碑

粒子物理学与引力之间的联系适用于霍金辐射

霍金辐射是黑洞微弱的粒子发射（如图所示）。它太弱了，无法直接观测到，因此物理学家正在想出新的理论研究方法。

维克多德施万贝格科学图片库

物理学家们找到了一种利用粒子物理学的数学方法来研究一个长期存在的黑洞谜团的新途径。

黑洞并非完全是黑的。它们会发出一种微弱的粒子雾，被称为霍金辐射，这一概念是围绕黑洞的主要谜题的核心。但霍金辐射非常微弱，无法直接观测到。

近来，一些物理学家团队对这一现象有了新的研究视角。他们正利用两种看似截然不同的物理学类型之间的数学联系——这种联系被称为双重拷贝。

基础物理理论分为两大阵营：一种名为标准模型的理论描述亚原子粒子的物理特性，而广义相对论描述引力。双重拷贝理论在这两种看似独立的理论之间建立了数学联系。这种关系可作为数学转换工具，将计算从一种物理语言转换为另一种。这种转换能简化计算或揭示新的见解。

根据双重拷贝理论，广义相对论的许多现象在数学上与标准模型中某些粒子的现象等价，只是有一个区别：在广义相对论中，方程的某个特定部分存在两个拷贝。自从这一关系被发现并在随后几年得到发展以来，它已成为理解各种引力效应的有用工具。

这让我们能够计算以前从未算过的东西，只需通过巧妙地重复利用结果，伦敦玛丽女王大学的理论物理学家克里斯怀特说。

到目前为止，科学家们还没有基于双拷贝的霍金辐射标准模型类