黑洞信息悖論的起源
時(shí)間:2025-11-23 00:41:27 出處:熱點(diǎn)閱讀(143)

藝術(shù)家對(duì)超大質(zhì)量黑洞的印象(UBH)。鳴謝:uux.cn/歐空局/哈勃/DSS/Nick Risinger/N. Bartmann
(神秘的信息地球uux.cn)據(jù)《今日宇宙》(保羅·m·薩特):雖然物理學(xué)告訴我們,信息既不能被創(chuàng)造也不能被毀滅(如果信息可以被創(chuàng)造或毀滅,悖論長(zhǎng)沙天心約炮(約上門服務(wù))約炮vx《356+2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)那么物理學(xué)的黑洞整個(gè)存在理由,即預(yù)測(cè)未來(lái)事件或確定現(xiàn)有情況的信息原因,將是悖論不可能的),但它并不要求信息是黑洞可訪問(wèn)的。幾十年來(lái),信息物理學(xué)家假設(shè)落入黑洞的悖論信息仍然在那里,仍然存在,黑洞只是信息被鎖在視野之外。
這很好,悖論直到20世紀(jì)70年代斯蒂芬·霍金發(fā)現(xiàn)了事件視界的黑洞長(zhǎng)沙天心約炮(約上門服務(wù))約炮vx《356+2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)秘密復(fù)雜性。事實(shí)證明,信息這些黑暗野獸并不像我們被引導(dǎo)相信的悖論那樣簡(jiǎn)單,黑洞的視界是整個(gè)宇宙中少數(shù)幾個(gè)引力與量子力學(xué)以明顯的方式相遇的地方之一。
對(duì)統(tǒng)一量子力學(xué)和引力的探索可以追溯到一個(gè)多世紀(jì)以前,在物理學(xué)的這兩個(gè)偉大領(lǐng)域發(fā)展之后不久。阻礙它們統(tǒng)一的是數(shù)學(xué)中無(wú)限的擴(kuò)散。每當(dāng)引力在小尺度下變得強(qiáng)大,我們的方程就會(huì)發(fā)散到無(wú)窮遠(yuǎn),并給出無(wú)用的無(wú)用結(jié)果。但是這里我們是在黑洞的邊界,根據(jù)定義,黑洞是有強(qiáng)大引力的地方。因?yàn)橐暯缡菙?shù)學(xué)構(gòu)造,而不是有限范圍的實(shí)際表面,為了真正理解它們,我們必須用顯微鏡來(lái)檢查它們,這將它們牢牢地固定在量子領(lǐng)域中。
小尺度下的強(qiáng)引力。雖然我們的數(shù)學(xué)會(huì)爆炸,但黑洞肯定不會(huì)。某種東西必須結(jié)合重力和量子力學(xué),某種數(shù)學(xué)技巧或物理洞察力的壯舉,無(wú)論是什么完成了這項(xiàng)任務(wù),都是在宇宙中每個(gè)黑洞的視界中完成的。
霍金和其他人在20世紀(jì)70年代開始了一項(xiàng)計(jì)劃,利用黑洞視界在極端條件下戳戳引力和量子力學(xué)的結(jié)合性質(zhì),希望梳理出它們結(jié)合的一些線索。雖然該計(jì)劃尚未實(shí)現(xiàn)其全部潛力,霍金確實(shí)發(fā)現(xiàn)了黑洞的一些完全非凡的東西,好像它們還不夠非凡。
他發(fā)現(xiàn),嚴(yán)格地說(shuō),黑洞并不完全是100%黑的。通過(guò)現(xiàn)實(shí)量子本質(zhì)的奇異相互作用和黑洞誕生時(shí)事件視界的形成,它們能夠發(fā)出少量輻射。非常清楚,來(lái)自黑洞的輻射量幾乎為零。例如,一個(gè)典型的質(zhì)量是太陽(yáng)幾倍的黑洞,每年大約會(huì)發(fā)射一個(gè)光子。因此,你不太可能用你的后院望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)一個(gè)發(fā)光的黑洞(由于宇宙實(shí)際上充滿了輻射,黑洞目前消耗的遠(yuǎn)多于它們釋放的)。
這種輻射,現(xiàn)在以斯蒂芬的名義被稱為霍金輻射,是如何在廣義相對(duì)論和無(wú)毛定理描繪的黑洞原始圖景中拋出一把活動(dòng)扳手的。讓我們假設(shè)你為自己建造了一個(gè)黑洞,將足夠數(shù)量的物質(zhì)壓縮到一個(gè)足夠小的體積中,以至于你面前出現(xiàn)了一個(gè)黑洞。構(gòu)建黑洞消耗了大量關(guān)于所有曾經(jīng)享有自由的粒子的信息,所有這些信息現(xiàn)在都被安全地藏在視界后面。
然后你將黑洞與任何增長(zhǎng)源隔離開來(lái):沒(méi)有物質(zhì),沒(méi)有輻射,沒(méi)有供它享用的能量。黑洞適時(shí)地釋放霍金輻射,一次釋放一個(gè)光子。每次發(fā)射,黑洞都會(huì)損失一點(diǎn)質(zhì)量(畢竟,沒(méi)有免費(fèi)的午餐,總有人要為宇宙中新發(fā)現(xiàn)的輻射買單)。最終,如果你等待足夠長(zhǎng)的時(shí)間,黑洞將完全蒸發(fā),消失在能量發(fā)射的噗。
一個(gè)問(wèn)題?;艚疠椛洹翢o(wú)特色。用物理學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),我們說(shuō)這種發(fā)射是熱的,這是另一種說(shuō)法,它不包含任何獨(dú)特的信息。你可以坐在你自制的黑洞前,記錄下每一個(gè)發(fā)射出的霍金輻射粒子的能量和動(dòng)量,直到它在10100年內(nèi)自行坍縮,除了這個(gè)愚蠢的事實(shí)之外,你將一無(wú)所知:黑洞確實(shí)在特定的溫度下蒸發(fā)。
這是黑洞信息悖論,一個(gè)困擾了理論物理學(xué)半個(gè)多世紀(jì)的悖論,一個(gè)在量子引力未知領(lǐng)域找到解決方案的悖論,一個(gè)有望帶來(lái)物理學(xué)新理解的解決方案:信息進(jìn)入黑洞。沒(méi)有信息出來(lái)。霍金輻射蒸發(fā)了黑洞。黑洞消失了。信息不能被銷毀…那么所有的信息去了哪里?
霍金的推理一定有瑕疵,因?yàn)橛钪娌淮嬖阢U摗.?dāng)兩個(gè)對(duì)立的團(tuán)體無(wú)法達(dá)成妥協(xié)時(shí),政治革命就發(fā)生了:利益和目標(biāo)的悖論。當(dāng)兩個(gè)對(duì)立的事實(shí)找不到共同點(diǎn)時(shí),科學(xué)革命就產(chǎn)生了:推理和演繹的悖論。
我將對(duì)你直言不諱。在寫這篇文章的時(shí)候,對(duì)于黑洞信息悖論,我們還沒(méi)有確定的、一致的、經(jīng)過(guò)測(cè)試的、可靠的解決方案。但我們確實(shí)有一系列有趣的線索,數(shù)學(xué)面包屑似乎將我們引向某個(gè)地方,以及地平線上更具暗示性的閃光。
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