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霍金的新黑洞理论

时间:2022-02-21 百科知识 版权反馈
【摘要】:相反,霍金的“妙语”是在对黑洞做一种新的理论分析。所谓的“防火墙问题”,与霍金上世纪70年代首次提出的一个悖论有关。当时,研究人员发现,信息能通过“霍金辐射”的形式从黑洞中逃逸出来。霍金的最新工作,是在试图给出新的解释。信息可以从黑洞内部抵达视平线。不过,霍金在论文的最后也承认,关于黑洞的一些基本问题,我们仍无法理解。
霍金的新黑洞理论_极简宇宙新知

撰文|迈克尔·莫耶(Michael Moyer)

翻译|王栋


一个有着数十年历史的悖论再次浮现。这个悖论正是由霍金提出的。面对再次出现的难题,霍金给出了新的解释。


2014年年初,当霍金提出“黑洞不存在”而让人们议论纷纷时,他并不是真的在谈论黑洞,至少不是你我想象中的黑洞(一种能吞噬包括光在内的一切物质的天体)——它们还是一如既往那么“黑”,这一点所有物理学家都没有异议。

相反,霍金的“妙语”是在对黑洞做一种新的理论分析。同许多理论物理学家一样,霍金也一直在试图理解一个足以撼动物理学核心的悖论,即“黑洞防火墙悖论”。这个理论如果成立,就意味着物理学家或许不得不抛弃(或者大改)量子力学和广义相对论这两大理论中的一个,甚至要同时抛弃或修改这两大理论。

所谓的“防火墙问题”,与霍金上世纪70年代首次提出的一个悖论有关。该悖论考虑的是这样的问题:掉进黑洞里的信息会怎样?根据量子力学法则,信息永远不可能消失。甚至烧掉一本书也不能毁掉其中包含的信息——书中的信息只是被混杂在了一起。但是,黑洞似乎确实能毁坏信息,将信息吸入“视界线”——一个不可逃脱的边界。

黑洞信息悖论困扰了物理学家20年。上世纪90年代末,这个悖论似乎得到了解决。当时,研究人员发现,信息能通过“霍金辐射”的形式从黑洞中逃逸出来。但在2012年,美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的物理学家却对这种解释提出了质疑。他们认为,视界线的作用不是像科学家以前认为的那样,而是像一堵“防火墙”,能阻止外面的霍金辐射同内部的物质在量子层面保持纠缠。

霍金的最新工作,是在试图给出新的解释。他提出,黑洞除了视界线外,还具有一个“视平线”。这两者几乎是一回事。信息可以从黑洞内部抵达视平线。在那里,量子效应能模糊视平线和视界线之间的界限,有时候会让信息能够逃脱出去。因此,如果你能持续观察它们数百万亿年,你会发现黑洞并非完全“漆黑”的。不过,霍金在论文的最后也承认,关于黑洞的一些基本问题,我们仍无法理解。

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