霍金解釋如何從黑洞中「逃出」

2020-11-28 新華網客戶端

  【美國「石英」財經網站8月25日報導】題:霍金解釋如何從黑洞中(以某種形式)逃出

  史蒂芬·霍金說,假如你發現自己身陷黑洞之中,不要恐慌:你可能會死去,但你可能不會消失得無影無蹤。

  目前的科學理論認為,黑洞的引力非常強,以至於一切物質———包括光在內———一旦陷入其中就無法逃脫。黑洞是具有無法想像的可怕力量的宇宙真空,僅銀河系中就有大約1億個黑洞。很有趣的理論吧。

  不過也許還有希望。

  世界最著名的物理學家史蒂芬·霍金提出了一項關於黑洞的最新理論。在他提出理論時,人們都會洗耳恭聽。我們關於黑洞的很大一部分知識來自於霍金———事實上,還有以他命名的概念。因此,他提出新理論絕非小事。

  霍金在瑞典皇家理工學院發表演講時說,被吸進黑洞的東西並不一定永遠要留在那裡。他說:「還是有辦法出來的。」

  幾十年來,物理學家一直在思索粒子信息在經過黑洞時會發生什麼(這裡的信息指的是粒子的所有特徵,這個術語的意義與我們對信息的普遍釋義不同)。量子力學認為,信息不能被永久消滅。但如果信息進入黑洞後無法逃脫,從實際上說,它就等於被消滅了。而這似乎違背了量子物理學定律。

  那麼答案是什麼呢?

  霍金現在認為,這些信息可能從一開始就沒有真正進入黑洞。

  他說:「我認為,信息並不像我們以前設想的那樣存儲在黑洞裡面,而是在它的邊界,即事件視界。」

  假如你看過《星際穿越》,那麼你可能會對事件視界有所了解———它就是標出不可返回點的邊界。一旦跨過這條邊界,你就會永遠墜入黑洞無窮無盡的黑暗之中。

  而在事件視界發生的情況非常複雜,就連物理學家也很難描述。根據物理學家萊昂納德·薩斯坎德和傑拉爾德·特霍夫特提出的一個理論可以做一種類比,就是當一個物體落入黑洞時,其信息會被事件視界捕捉並存儲,就好像全息膠片能捕捉並存儲一個三維物體的信息一樣。也就是說,儘管你本人掉進了黑洞中,但你的本質特徵———關於你的信息———仍將留存在事件視界中。

  霍金的理論認為,這些信息可以逃脫。他以前的一個著名發現是,黑洞並不是全黑的,它會釋放能量,被稱為「霍金輻射」,那是由太空中小規模能量波動在緊鄰事件視界的地方產生的。根據霍金的最新理論,這些被釋放的能量能夠獲取落入黑洞的物體留在事件視界的信息,從而幫助其逃脫。

  其實霍金的這一理論也並非是全新的:將近20年前,特霍夫特就曾提出過一個類似說法。現在還不清楚兩者的區別具體是什麼,但可能霍金解決了此前這一理論的一些難點。

  儘管信息能夠從黑洞逃脫,但它已經不完全跟以前一樣了。

  霍金說:「進入黑洞的粒子的信息回來了,卻處於一種混亂和無用的形式中。從實際用途來說,信息其實是丟失了。」

  儘管如此,信息「丟失」在黑洞之外仍比丟失在黑洞之中要好。霍金甚至說,信息出來後可能會進入另一個宇宙。他說:「這次講座想要表達的就是,黑洞並不像人們描繪的那麼黑。它們並不是人們以前認為的那種永恆的黑牢。」

  這些理論並不是說一個人被黑洞吞噬後還能倖存。但我們還是欣慰地得知,假如你被宇宙的頂級掠食者吞噬,你的特徵還是會保留下來,儘管可能很有限。

 

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