文/郭尤子
没有人去过黑洞，但是关于黑洞的争论在物理学界却由来已久。作为黑洞理论的重要研究学者，霍金关于黑洞的每一次发言都是学界的焦点。《三体》一书获得了国际上的成功和认可，《星际穿越》也是全球热卖的电影，这些都说明，人类关于宇宙的每一次畅想、每一步探索都振奋人心，魅力无穷。
霍金的新理论主要与黑洞的“信息悖论”有关。“信息悖论”长期以来困扰着从事黑洞研究的科学家们。这一悖论的核心观点是：在大质量恒星坍缩形成黑洞时，信息包含在黑洞之中。由于黑洞不能永远存在，那么在它最终消失的时候，黑洞内部的信息也会随之消逝。然而，这却与量子物理学原理相悖。根据物理学界普遍承认的量子物理学原理，物理学家们一般认为，信息是不可能丢失的。同理，黑洞的消失应该也不会造成信息的丢失。这样一来，两个理论就产生了矛盾。对于被吸入黑洞的信息去向何方，学界困扰多时。如果这个明显的悖论得不到合理的解释，现存的一些基础的物理学原理就会崩塌。霍金教授提到，如果黑洞与量子物理学中信息守恒原则相背离，那么我们对于时间本身的认知也会分崩离析。
1.恼人的“信息悖论”
霍金的最新理论为“信息悖论”的解决提供了一个新的出口。他指出：“我认为，信息并非如此前所设想的那样存储在黑洞的内部，而是在黑洞的边界，即所谓的视界上（视界线即黑洞的边界，在此边界以内的光都无法逃离）。”
我们一般认为，光是不能从黑洞中逃脱出来的，但从理论上讲，黑洞并不是全黑的。黑洞会释放能量，这被称为“霍金辐射”。“霍金辐射”理论认为，会有一些粒子从黑洞的视界线中散射出来。根据海森堡的不确定性原理，在“真空”的宇宙中，会瞬间凭空产生一对正反虚粒子，然后瞬间消失，以符合能量守恒定律。但是在黑洞视界线周围，一些粒子很有可能在消失前就掉入黑洞，而剩下的另一个粒子就散逸出来。结合霍金的这一新理论，进入黑洞的粒子会在视界线上留下少许信息。而当这些粒子通过“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所携带的信息被存储在事件视界内，而这些信息被‘归还’时，则是以一种混乱而无序的形式呈现。所以从现实的角度而言，这些信息的确都已经丢失了。”
很多人都觉得这种说法显得太过晦涩，因此霍金用一个生动的比喻来解释这种无用信息的归还机制。这就好比你烧掉了一本百科全书，如果你将所有的灰烬都保存在一个地方，从技术上来说，你没有损失任何信息。但是，如果你要想再用这本书的灰烬来查询一些什么东西，那将变得几乎不可能。
2.坠入黑洞里的人
霍金表示，这样的形式转变构成了外界粒子的某种全息图像——关于三维物体的信息以二维的形式被存储在了一个表面上。当辐射离开黑洞时，它就会带走部分保存在事件视界上的信息。
除了全息图像，霍金教授在本次座谈会上还提出一个让普通人更感兴趣的大胆假设，就是人类进入黑洞之后会面临怎样的处境。在此之前，人们通常认为，人类一旦掉进黑洞就仿佛陷入了“无底深渊”，无法逃脱。但是根据霍金的新理论，即便人掉进黑洞也不会凭空消失，而是有可能逃离出来。只不过，这个黑洞必须足够大才行。黑洞会不断旋转，你也很有可能会进入到另一个平行宇宙。只不过，这个平行宇宙绝不是我们现在存在的宇宙，也就是说，你永远无法真正“回家”。霍金开玩笑道：“虽然我热爱太空飞行，但我也决不会做出这样的尝试。”
其实，这个震惊众人的新理论也没有那么“新”。诺贝尔奖获得者吉拉德·霍夫特在黑洞信息悖论方面也持有与霍金类似的观点。他在此前就这一问题曾发表过多篇论文。仅就目前而言，这一新理论还需要经过更多的讨论和数学方程的计算。至于霍金的这一最新理论在霍夫特的理论基础之上具体有何种程度的新进展，霍金是否已经克服了此前他人的类似研究工作中还存在的一些难题等，这些都还有待考证。
外界还在大肆报道霍金的突破性研究理论，而对于物理学界顶级人物齐聚的这场学术会议，似乎并没有进行过多的北京去白癜风最好的医院北京有哪些治白癜风的医院
转载请注明：http://www.hujingahj.com/aqxw/94.html
当前位置： 虎鲸 > 虎鲸的形状 > 教科霍金的黑洞理论打开了新世界的大门
