首页 › 世界奇闻› 宇宙探索

关于黑洞信息悖论，霍金曾提出令人难以置信的解决方案

发布者：秀才有理 2023-1-11 20:12

斯蒂芬·霍金是我们一生中最伟大的人物之一，他离开后留下了许多为之心碎的科学迷。直到他去世前几个月，他也一直在发表论文，而他在2016年发布了最受关注的期刊文章之一，这是人们期待已久的解决黑洞信息悖论的方法。

换句话说，他想出了一个解释黑洞是如何同时清除信息并保留信息的潜在解释。

这篇论文最初于2016年1月在预印网站arxiv.org上发表，六个月后终于在一份同行评议的期刊上发表，并登上了世界各地的头条。

要理解为什么这是一件大事，以及黑洞信息悖论到底是什么，我们需要回到一切开始的地方。

根据爱因斯坦的一般相对论，我们对黑洞的最初理解是，任何跨越事件视界（黑洞的边界）的东西，都将永远消失。即使是光也逃不出它的魔爪，这就是为什么黑洞被称为黑洞(也是为什么我们不可能真正看到黑洞)。

但是在20世纪70年代，霍金提出，由于量子力学定律，辐射实际上可以从黑洞中逸出。简单地说，他认为，当黑洞吞噬一个粒子-反粒子对时，另一个粒子就会辐射到太空，在离开黑洞时从它那里窃取一点能量。

正因为如此，黑洞最终会消失，剩下的唯一痕迹就是它们发射的电磁辐射，也就是被称为“霍金辐射”的电磁辐射。

问题是，根据霍金的最佳计算，这种辐射将不包含黑洞所吞噬的有用信息--被吞噬的信息将永远消失。

而这并不能与我们对现代物理学的理解相一致，现代物理学说，时间总是有可能逆转的。至少在理论上，如果进程向前或向后运行，宇宙中的进程看起来将是一样的。

正如丹尼斯·奥弗拜在“纽约时报”上所解释的：“宇宙就像一台超级计算机，应该能够记录一辆车是不是一辆绿色的皮卡，另一辆是红色的保时捷，还是一辆是由物质和其他反物质构成的。这些东西可能会被摧毁，但它们的‘信息’--它们的基本物理属性--应该永远存在。”

这就是悖论。事实上，这不仅对天体物理学家来说是件大事，因为如果量子力学的规则不适用于黑洞，那我们怎么说它们适用于其他的呢？

但是在2016年，霍金提出了一个解决这个问题的方法--黑洞周围可能有一束“柔软毛发”光晕，它们能够储存信息。

“柔软毛发”实际上不是头发，但实际上是低能量的量子激发，在黑洞蒸发很久之后，它携带着所有被黑洞吞噬的东西的特征图案。

欧拜当时写道：“这种模式，就像你的手机上的像素或者唱片中的波浪槽一样，包含关于已通过事件视界消失的信息。”

为了得出这个结论，霍金发现了他最初假设的两个潜在问题，这就是为什么他说他最初的计算--即黑洞内部的信息将永远丢失--是错误的。

这两个假设是量子引力中的真空是独一无二的，而且黑洞没有量子的“柔软毛发”。这有点复杂，但是你需要知道的是，霍金已经修正了他的计算，并且相当肯定黑洞周围有“柔软毛发”。

这一假设被同行评议并发表在“物理评论快报”上，研究人员声称，尽管还有更多的工作要做，但这是解决信息悖论的一个很有希望的步骤。加州大学圣巴巴拉分校的物理学家Gary Horowitz在一篇随附的评论中写道：“需要注意的是，这篇论文并没有解决黑洞信息问题。”“首先，必须对引力进行分析，而不仅仅是分析电磁场。目前正在进行这项任务，他们的初步计算表明，纯引力情况将是相似的。”他补充说。

“更重要的是，它们引入的“柔软毛发”可能不足以捕捉到黑洞中的所有信息。”他的批评是，目前还不清楚黑洞吞噬的所有信息是否真的可以转移到“柔软毛发”上，而不仅仅是失去的一切的能量标志。

但他承认：“按照这项工作所指明的道路，进一步的调查肯定会发现更多的这类毛发，也许最终会导致黑洞信息问题的解决，这是完全有可能的。”

对物理学来说，那肯定是个值得纪念的日子。因为我们离理解已知宇宙中一些最大的谜团--黑洞的怪异性--又近了一步。这对我们其他人意味着什么？正如霍金在2015的一次演讲中所解释的那样：“黑洞不再是人们曾经认为的永恒的监狱。如果你觉得自己被困在黑洞里，不要放弃，有一条出路。”

史蒂芬·霍金我们想你了。

黑洞史蒂芬·霍金物理宇宙

上一篇：人类拥有智慧，但我们甚至不了解宇宙最根本的东西！

下一篇：火星成为“垃圾场” 地球被太空垃圾包围太空垃圾如何处理？

大家都在看

一群探索宇宙的大胆“狂徒”如何对太空技术带来变革？在浩瀚的宇宙探索之旅中，总有一群“狂徒”前赴后继地拓宽人类对地球之外世界的认知边界。Kurs Orbital即是这样由一群充满激情的太空工程师和爱好者组成，它是一家源自意大利的太空初创企业，提供先进的对接技术，具 ... 宇宙探索01-08
探索人体宇宙破解生命密码复旦大学人类表型组研究院科研人员在分析数据。学校供图“你肯定知道人类基因组计划。”2024年11月，上海，复旦大学人类表型组研究院的会议室内，田梅端详了一下记者，问道。田梅是研究院执行院长、世界分子影像学会 ... 宇宙探索01-04
探索宇宙新征程 2024年全球航天科技大事件 2024年对于航天科技领域来说，无疑是精彩纷呈、成果丰硕的一年。从中国到全球，一系列重大事件不断推动着人类探索宇宙的步伐，让我们一同回顾这一年的航天科技亮点。中国航天：多项突破引领未来深空探测创造历史：嫦 ... 宇宙探索01-03
数学：从算盘到宇宙的语言，探索数学的广阔天地数学背后的奇妙世界你是否曾想过，数学为何能在世界的各个角落发挥如此重要的作用？从古代商人的算盘，到现代科学家的宇宙探秘，数学不仅仅是冷冰冰的公式，它更像是一种无形的语言，贯穿在自然与人类活动的各个层面 ... 宇宙探索01-03
探索未知：宇宙中最神秘的现象在浩瀚的宇宙中，隐藏着许多我们尚未完全理解的神秘现象。从黑洞到暗物质，再到宇宙微波背景辐射，这些现象不仅让科学家们感到困惑，也激发了无数的想象与探索欲望。今天，就让我们一起踏上这段探索之旅，揭开一些宇 ... 宇宙探索12-31
揭秘星系，探索无垠宇宙导读：在浩瀚的宇宙中，隐藏着无数的秘密，等待着我们去探索。每当夜幕降临，抬头仰望星空，你是否也曾被那璀璨的星河所吸引，想要一探究竟？今天，就让我们一起踏上这场神秘的宇宙之旅，揭秘那些已发现的星系，感受 ... 宇宙探索12-31
四次元的超世界的提出和五次元的智宇宙的探索四次元的超世界的提出和五次元的智宇宙的探索齐凯隆（创产科技有限公司，上海 200127）摘要：在二次元、三次元的基础扩展上，本文作者2020年首次提出了 “四次元”。四次元是一个超世界，智体（包括人类、燑、智能机 ... 宇宙探索12-31
探索宇宙奥秘！小讲解员“九号宇宙”里科普航天知识国庆假期，家长如果不知道该带着孩子去哪玩？今天，《都市快报》全媒体记者就给大家推荐一个适合孩子们来玩的地方，位于西安市曲江新区的九号宇宙航天深空科技馆，这儿不光有神舟飞船返回舱这样的体验项目，而且还可 ... 宇宙探索12-30
探索宇宙的奥秘，哈勃望远镜带我们一探究竟！🌌✨之思哈勃望远镜展示宇宙局部画面。在人类对宇宙的不懈探索中，人择原理占据着独特的地位。1973年，布兰登·卡特在特定的历史场合下提出了人择原理。这一理论分为弱人择原理和强人择原理。·以弱人择原理来说，就好比身处 ... 宇宙探索12-29
宇宙中的孤独与外星生命的探索在浩瀚无垠的宇宙中，人类是否真的是孤独的存在？这个问题自古以来就激发了无数科学家、哲学家乃至普通人的想象。随着科技的进步和对宇宙理解的加深，越来越多的研究表明，我们或许并不孤单。著名天体物理学家张双南 ... 宇宙探索12-29

相关文章

热门阅读

精选文章