史蒂芬·霍金旨在“揭开”黑洞悖论的面纱

如果你掉入黑洞会发生什么？

这个问题不仅有趣（根据某些理论，你可能会变成意大利面条），而且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落入其中会发生什么，而这在物理学中已经是一个 40 年来的大问题。

量子理论（控制微小粒子运作的定律）认为，任何落入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：宇宙中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尝试解决这一悖论。昨天，在瑞典举行的一次会议上，著名物理学家斯蒂芬·霍金 (Stephen Hawking) 表示愿意参与其中。

霍金认为，当信息落入黑洞时，可能会被转换成事件视界表面的二维全息图，事件视界是围绕黑洞的薄膜。霍金说，这些副本可能“包含所有否则会丢失的信息”。

至于实际进入的物质，他推测，如果黑洞很大并且旋转，那么这些物质可能会最终到达另一个宇宙。

但这些想法实际上已经存在了一段时间。霍金的声明比这更深入。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。

深入了解

没有什么可以逃离黑洞，对吧？错！几年前，霍金证明，热量实际上可以逃逸。黑洞喷出的物质被称为“霍金辐射”，以纪念他。

霍金辐射在大多数试图解决信息落入黑洞后会发生什么的理论中起着关键作用。因为如果霍金辐射只是热量，那就意味着信息确实会永远消失，而我们认为支配宇宙的定律在其中存在一个巨大的漏洞。

如果信息不能离开黑洞，那就意味着我们认为支配宇宙的规律存在严重问题。

然而，如果霍金辐射还包含一些其他微小的信息，就足以解决这个悖论。

尽管这个想法也很古老，但雷曼说，霍金似乎在做不同的事情，他试图解释如何将这些信息编码到霍金辐射粒子上。

“他试图深入研究，并问‘如果我把信息输入进去，它究竟会如何输出？’”雷曼说。“说它必须输出是一回事，但真正弄清楚它是如何发生的又是另一回事，这是一项非常重要的任务。他基本上是在试图以一种新的、更具体的方式解决黑洞信息问题。”

至于这些信息如何转录到霍金辐射中，雷曼说我们可能要等到霍金发表相关论文。

有用的全息图

那么霍金所说的全息图到底是怎么回事呢？它们如何解决这一信息悖论？

“假设你坐在一个普通的黑洞外面，然后往里面扔了一些东西，”雷曼说。“假设这是一本百科全书。”你看着这本书落向黑洞，但在某个时刻，它似乎冻结在黑洞表面。你永远也看不到它穿过事件视界，即使你可以等待无限长的时间。

“假设你坐在一个普通的、普通的黑洞外面，然后你往里面扔了一些东西……”

“可以将事件视界看作是内部的全息屏幕，”雷曼说。“你可以通过这个延伸视界上发生的事情来观察内部发生的一切。”

然后，从理论上讲，如果科学家能够轻松接触到黑洞、量子计算机和大量时间，那么她理论上可以利用从事件视界发出的光子和霍金粒子来重建百科全书。

得到的信息会非常混乱，没有一个理智的科学家会尝试这样的实验。不过，这个例子至少从理论上表明，宇宙中的事物是有意义的。这应该会让我们晚上睡得更安稳一些。