


如果你 掉进黑洞 会发生什么?
这个问题不仅很有趣(根据一些理论,你可能会变成意大利面),对理论物理学家来说也很重要。不幸的是,他们甚至不确定单个粒子掉进去会发生什么,这个问题已经困扰了物理学界 40 年。
量子理论——支配微小粒子运作规律的理论——认为任何掉进黑洞的东西都会永远消失。但爱因斯坦的广义相对论认为这是不可能的:宇宙物质的总量必须保持不变。
多年来,科学家们提出了 各种理论 来 试图解决这个悖论。昨天,在瑞典的一次会议上,著名物理学家斯蒂芬·霍金加入了这场争论。
霍金提出,当信息掉入黑洞时,它可能会被翻译成事件视界表面的二维全息图,事件视界是围绕黑洞的膜状结构。霍金说,这些副本“可能包含所有本来会丢失的信息”。
至于真正进入黑洞的物质,他推测,如果黑洞很大并且在旋转,这些物质可能会进入另一个宇宙。
但这些想法其实已经存在一段时间了。霍金的声明深入了这一点。为了帮助解释这一切喧嚣的原因,《大众科学》采访了加州理工学院理论物理学研究生格兰特·雷曼。
深入探究
没有什么能逃离黑洞,对吧?错!多年前,霍金就证明了,实际上热量是可以逃逸的。黑洞吐出的物质以他的名字命名为“霍金辐射”。
霍金辐射在大多数试图解决掉入黑洞的信息会去哪里的谜题的理论中起着关键作用。因为如果霍金辐射仅仅是热量,那就意味着信息真的永远消失了,而我们认为支配宇宙的定律就有了一个巨大的漏洞。
如果信息不离开黑洞,那就意味着我们认为支配宇宙的定律出了严重问题。
然而,如果霍金辐射还包含其他一些微小的碎片信息,那可能就足以解决这个悖论。
尽管这个想法也很老,但雷曼说,霍金似乎做得不同之处在于,他试图解释这些信息是如何被编码到霍金辐射粒子中的。
雷曼说:“他试图深入探究,并问‘如果我扔进信息,它究竟是如何出来的?’。说信息必须出来是一回事,但找出它是如何发生的则是另一回事,这是一项非常重要的任务。他基本上是在试图以一种新的、更具体的方式来解决黑洞信息问题。”
至于信息可能如何被转录到霍金辐射上,雷曼说,我们可能要等到霍金发表相关论文才能知道。
有用的全息图
那么霍金提到的那些全息图是怎么回事?它们如何能解决这个信息悖论?
雷曼说:“假设你坐在一个普通的、普通的黑洞外面,然后你扔进去一些东西。比如说,是一本百科全书。”你看着书掉向黑洞,但在某个点,它似乎冻结在黑洞表面。你永远看不到它越过事件视界,即使你能等无限长的时间。
“假设你坐在一个普通的、普通的黑洞外面,然后你扔进去一些东西……”
雷曼说:“事件视界可以被看作是内部的全息屏幕。你可以通过在这个被拉伸的视界上发生的事情来观察内部发生的一切。”
然后,理论上,如果一个科学家能够轻松接触到黑洞、量子计算机和大量的时间,她理论上就可以利用从事件视界发出的那些光子和霍金粒子来重建百科全书。
出来的信息会非常混乱,没有哪个理智的科学家会尝试这样的实验。尽管如此,这个例子表明,至少在理论上,宇宙中的事物是可以讲得通的。这应该能让我们晚上睡得更安稳一些。