黑洞真的正在「刪除」我們所在的宇宙嗎?

2021-01-19 宇宙探索

它很有可能是個超級「硬碟」

眾所周知,黑洞是宇宙中最神秘而又最強大的天體,它不但能吞噬靠近它的一切天體,甚至還能夠將其它天體撕裂成粒子大小的碎片,這聽起來令人毛骨悚然,但這並不是它最為恐怖的地方,黑洞真正的可怕之處在於它可能正在慢慢地「刪除」我們的宇宙。


黑洞是由質量極大的恆星塌縮時產生的一種極端天體,在它的奇點處,引力幾乎達到無限大。無論任何物體,只要被它的引力捕獲,就會被撕裂成基本粒子,就算是光也無法從中逃脫。


但是黑洞在特定條件下對我們而言其實是安全的,如果你在宇宙漫遊時一不小心碰到了一個黑洞,那麼在你跨過它的外層邊界——「事件視界」之前,你都是相當安全的,但是一旦你跨過了「事件視界」這條紅線,那麼你就只能永遠的和這個宇宙說再見了。


其實這就類似於你在一個盡頭為無限高的瀑布河裡遊泳一樣,當你在河裡的上遊安逸的漂流時,你不會感到有任何危險,但是當你漂到瀑布前方時,不管你如何掙扎,奔騰的水流都會將你推向絕對的死亡。「事件視界」就如同一道柵欄一樣,將黑洞這個「瀑布」從宇宙空間中隔離了開來。


雖然我們不知道黑洞的內部是什麼情況,但是我們卻可以通過觀察其邊界來推斷它的內在特性,在長達數十年的觀測中,科學家們發現黑洞並不是像我們想像中的那樣「只進不出」,它會緩慢的向外界輻射自己的質量,這就像一個火爐上的水鍋緩慢的喪失水汽一樣,而這種現象就叫做「霍金輻射」。


黑洞的「霍金輻射」是一個極其漫長的過程,以一個太陽質量的黑洞為例,他需要10的58次方年的不間斷地輻射,才會喪失0.0000001的質量,但是隨著時間推移,這一過程會不斷地加速。

當宇宙中最後一顆恆星泯滅數萬億年後,宇宙中的黑洞就會開始變得越來越小,直到它完全從宇宙中蒸發掉,但這裡有一個令人不安的問題,那就是黑洞在不斷蒸發的過程中,它有可能會「刪掉」宇宙中一些基本的東西——信息。


「信息「」並不是什麼可以觸碰的實體,它是有關粒子排列的一種屬性,這聽起來可能會有點晦澀難懂,讓我們以碳原子為例,當你用不同的方式組合它們時你會得到石墨,金剛石或者碳納米管,雖然形成的物質不同,但原子還是那些原子,改變的是信息。


讓我們稍微複雜一點,再加上一些其它原子,我們就會得到了一個香蕉,用不同的方式組合起來,我們就會得到一隻松鼠,組成宇宙中的所有物體的粒子都是一樣的,而這些粒子並不在意自己是一隻鳥的一部分,還是一塊石頭,或是一杯咖啡。


如果沒有這些組合信息的話,那麼宇宙中的所有物體都將會是一樣的,根據量子力學中的理論,信息是不可被摧毀的,信息可以改變形態,但它絕對不會丟失或者被「刪除」掉。


讓我們再舉一個例子,如果我們把一張紙燒成灰,那麼按照我們的理解,這堆灰永遠也不會再變成紙,


但是如果你能將灰中的每個碳原子都小心地收集起來,並且能夠準確的測量煙霧和熱輻射中的所有屬性,那麼理論上你能「復活」這張被燒掉的紙,這張紙的信息還存在在這個宇宙中,它沒有喪失,只是難以讀取罷了。


如果你能準確的測量宇宙中的每個粒子和輻射波的屬性,追蹤曾經存在的每一比特信息,那麼理論上講,你可以將這個宇宙「復原」回宇宙大爆炸時期,這就是信息的魅力,信息不但能告訴我們事物間的差異性,還能向我們透露事物過去的形態。


但是黑洞的出現卻讓這個宇宙的信息陷入了空前的危機,黑洞會吞噬不同的事物並將它們完全同質化,信息也隨之消失了。這是一個很嚴重的問題,因為信息不可摧毀是我們所有已知物理定理的基礎,沒有信息,任何事情都變得「相對」了,而當我們討論到我們對現實的理解時,我們需要「絕對」。


那麼被黑洞吞噬的信息都去哪了呢?科學家認為這些信息很有可能都被藏起來了,被黑洞吞噬的信息並沒有從這個宇宙中消失,而是被黑洞壓縮成了信息鑽石並被留在了黑洞裡面,雖然我們無法觀測或接觸到這些信息,但信息並沒有完全的消失。


既然這些信息都沒有消失,那麼黑洞到底是如何存儲如此龐大的信息的呢?黑洞於宇宙而言就像一個無比強大的硬碟,黑洞能通過將信息轉化為極小的片段的這種方法來存儲巨量的信息,這就好像是將紙質書換成電子書一樣,兩種事物看起來完全不同,但內容卻一樣。


黑洞吞噬恆星和行星,就像電子書存儲整個圖書館的書一樣,而這種情形就叫做全信息原則,如果這個推論是正確的,那麼整個宇宙其實就是一個全息圖像,而如果信息真的被存儲在黑洞的表面,那麼霍金輻射就有機會獲取存儲在黑洞表面的信息,並將其拷貝帶走。



如果任何掉入黑洞的事物的信息都被存儲在「事件視界」上,這就意味著三維事物在二維平面上被成功編碼,而黑洞則像是一個全息圖像存儲器,因為所有被吸進去的事物都被編碼存儲在了它的「事件視界」上。


如果這個瘋狂的二維理論對黑洞成立,那麼它也可能對整個宇宙成立,或許我們這個維度的宇宙就是其它維度宇宙的一個投影,但我們作為這個維度的生物並不會意識到我們是被編碼到如今這個宇宙上的。


毫無疑問,這個世界真正的面目極其複雜且難以理解,就目前而言,我們所具備的能力尚不足以支撐我們洞悉這個宇宙,人類還需要更長遠的發展去探索宇宙的秘密,而黑洞則很有可能就是我們解答這些秘密的鑰匙。

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