人类掉进黑洞或可逃至另一宇宙

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人类掉进黑洞或可逃至另一宇宙

霍金发表新理论:人类掉进黑洞或可逃至另一宇宙

在瑞典首都斯德哥尔摩会以现场的霍金与诺贝尔奖得主吉拉德·霍夫特教授

综合美国《华盛顿邮报》和英国《卫报》等媒体相关报道,本周二,著名的英国物理学家史蒂芬·霍金在瑞典首都斯德哥尔摩的瑞典皇家理工学院向一群世界顶尖的科学家以及媒体人士介绍了他的一项关于黑洞的最新理论。根据霍金的理论,或许即便你掉进了一个黑洞也不用太过担心,因为你或许会跳进另外一个宇宙!

霍金的这项工作主要与黑洞的“信息悖论”有关,这一悖论长期以来困扰着从事黑洞研究的科学家们。简单来说,这一悖论的核心观点就是:由于黑洞并非永恒存在, 它最终会消失。这样一来,最初形成这个黑洞的大质量恒星所包含的信息似乎在这一过程中也就随之消失了。然而,量子物理学原理要求信息不可丢失,因此物理学 家们一般认为黑洞的消失应该也不会造成信息的丢失才对。那么,当黑洞最终消失时,之前被黑洞吸入内部的信息后来都去哪里了?

尽管这听上去似乎无关紧要,但对于物理学而言却并非如此。如果这一明显的悖论得不到合理解释,那么宇宙中一些最基本的物理学原理将会崩溃。在斯德哥尔摩的一 场公开讲座上,霍金教授暗示,如果黑洞不受量子物理学中关于信息守恒原则的限制,那么我们对于时间本身的概念也将面临分崩离析的局面。

本周二,霍金教授解释了他的最新理论,他指出:“我认为信息并非如此前所设想的那样是存储在黑洞的内部,而是在黑洞的边界,即所谓的事件视界上。”事件视界就像将黑洞包裹在内的“外壳”,一旦越过这一边界,任何物质都将被黑洞捕获。

根 据霍金的这一理论,进入黑洞的粒子会在这一事件视界上留下少许信息。而当这些粒子通过所谓“霍金辐射”的方式再次从黑洞中出来时,就会将此前留在那里的少 许信息再次携带出来,从而保存了信息的完整性。霍金进一步解释称:“外界进入黑洞的粒子携带的信息被存储在事件视界内,而当这些信息被‘归还’时则是以一 种混乱而无序的形式。对于任何现实的角度而言,这些信息的确都已经丢失了。”

在周一的一次公开演讲中,霍金将这种无用信息的归还机制类比为烧掉一本百科全书:从技术上来说,当你烧掉一本百科全书时,只要你保存了全部的灰烬,那么你就并未损失任何信息,但要想再用这本书查询一些什么东西时就将变得极其吃力。

霍金表示,这样的形式转变构成了对于最初外界粒子的某种全息图像——关于三维物体的信息被以二维的形式存储在一个表面上。当辐射离开黑洞时,它会带走部分保存在事件视界上的部分信息。

诺贝尔奖获得者吉拉德·霍夫特(Gerard t'Hooft) 参与了现场讨论,他本人在黑洞信息悖论方面也持有与霍金类似的观点,并且在此之前他还就这一问题发表过多篇论文。但就目前而言,还需要经过更多的讨论和数 学方程的计算才能最终判断霍金的这一最新理论在霍夫曼的理论基础之上有何新的进展,或者是否霍金已经克服了此前他人的类似研究工作中尚存在的一些难题。

而除了“全息图”模式之外,霍金提到的另外一种可能性就是通往另外一个宇宙。霍金认为这样的可能性是存在的。他在讲座中提到:“如果你发现自己掉进了一个黑 洞,先别放弃,还是有办法逃出去的。但这里有一个前提,那就是这个黑洞必须足够大。而如果这个黑洞在旋转,那么它就可能拥有通往另一个宇宙的通道。但你不 能再次回到我们的这个宇宙中。因此,尽管我渴望太空飞行,但我并不想去黑洞里看看。”

值得注意的是,尽管霍金的此次公开讲座吸引了大批媒体记者的关注,但他远非本周在会议期间公开发表自己在黑洞研究领域重大进展消息的唯一与会者。霍金和其他 科学家此番参与的是由美国北卡罗来纳大学以及北欧理论物理研究所共同主办的一期黑洞研究会议。理论物理学界的一些最顶尖成员都前来参加了此次会议。与会的 科学家们希望能够最终解决一些有关黑洞运行机制方面最艰难的问题。

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