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科学荟霍金提出新理论解决黑洞信息疑难


近日,著名物理学家史蒂芬?霍金在瑞典首都斯德哥尔摩皇家理工学院出席学术会议时发布了有关黑洞的新理论——信息可以通过黑洞放出的辐射粒子进行逃逸,甚至人类也能逃脱。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一个宇宙。

霍金的这项工作与黑洞的“信息疑难”有关,根据黑洞信息疑难,黑洞形成后开始向外辐射能量,但这种辐射并不包含黑洞内部物质的信息,最终黑洞将因为质量丧失殆尽而消失,而最初形成这个黑洞的大质量恒星的信息也就随之消失了。但量子物理学原理要求,信息不可丢失,但是黑洞消失前,之前被黑洞吸入的信息去哪里了,这成为科学家们数十年来潜心研究、希望破解的一个难题。

这一问题对物理学而言至关重要,这一疑难若得不到解决,那么宇宙中一些最基本的物理学原理将面临崩溃,霍金教授暗示,如果黑洞不受量子物理学中关于信息守恒定律的限制,那么我们对时间本身的概念也将面临挑战。

本周二,霍金解释了他的新理论:“我认为信息并非如此前所预想的那样储存在黑洞的内部,而是在事件视界。”所谓事件视界,也就是黑洞最外层的边界,经过事件视界的所有物质都会被黑洞捕获。

按照霍金的这一理论,进入黑洞的粒子将其信息痕迹遗留在事件视界上,当粒子通过霍金辐射的方式再次从黑洞中出来时,它们带走了事件视界上的部分信息并将其保存。“但这些信息以一种混乱无用的形式回到宇宙,没有了任何实用价值。”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后,如果把纸灰完整地留存下来,严格来说没有失去任何信息,但是想要再用这本书查询一些东西就会变得非常困难。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,即三维物体的信息被以二维的形式存储在一个表面上。在这次的会议上,诺贝尔奖获得者霍夫特参与现场讨论表示持与霍金类似的观点。

除全息图模式外,霍金提到另一种可能就是通往另一宇宙。霍金认为这种可能性是存在的。他表示不幸的太空旅行者不会被困在黑洞里,而是可以逃逸,但他们将无法回到原来的宇宙,而是会逃往另一个宇宙。不过黑洞必须足够大。如果黑洞在旋转,可能会生成通往另一个宇宙的通道。

当前,理论物理学界的顶尖科学家都希望能够最终解决这些有关黑洞运行机制方面最艰难的问题。

(改编自科学网原文题目“霍金发布新理论:人类掉进黑洞可逃至另一宇宙”)

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