【帆叶网探索分享】

　　物理学家斯蒂芬宇宙怪才霍金提出的一个看似棘手的黑洞悖论终于可以通过虫洞穿越时空来解决。“黑洞信息悖论”是指宇宙中的信息是无法被毁灭的，而当黑洞最后蒸发时，被这个宇宙吸尘器吞噬的任何信息都应该早就消失了。这项新研究提出，这个悖论可以通过大自然的终极作弊代码来解决：虫洞，或穿越时空。

　　日本 RIKEN 跨学科理论与数学科学项目的理论物理学家 Kanato Goto在一份声明中说： “虫洞将黑洞内部和外部辐射连接起来，就像一座桥梁。 ”

　　根据 Goto 的理论，黑洞的事件视界内出现了第二个表面，在这个边界之外没有任何东西可以逃脱。来自虫洞的线将该表面与外部世界连接起来，将黑洞内部和边缘辐射泄漏之间的信息纠缠在一起。

　　黑洞信息悖论是什么？

　　1970 年代，宇宙怪才霍金发现黑洞并不完全是黑色的，但起初，他并没有意识到他创造的很大问题。在他发现之前，物理学家认为黑洞非常简单。当然，各种复杂的东西都落入其中，但黑洞将所有这些信息都锁了起来，帆叶网，再也看不到了。

　　但宇宙怪才霍金发现黑洞会释放辐射，最后会完全蒸发，这个过程现在被称为宇宙怪才霍金辐射。但这种辐射本身并不携带任何信息。确实，它不能；根据定义，黑洞的视界会阻止信息离开。那么，当一个黑洞最后蒸发并从宇宙中消失时，它所有被锁定的信息都去了哪里？

　　这就是黑洞信息悖论。一种可能性是信息可以被破坏，这似乎违反了我们对物理学的一切了解。（例如，如果信息可能丢失，那么你就无法从现在的事件中重建过去，或预测未来的事件。）相反，大多数物理学家试图通过寻找某种方式——任何方式——来获取宇宙中的信息来解决这个悖论。黑洞通过宇宙怪才霍金辐射泄漏出来。这样，当黑洞消失时，信息仍然存在于宇宙中。

　　无论哪种方式，描述这个过程都需要新的物理学。

　　两个熵的故事。

　　1992 年，宇宙怪才霍金的前研究生、物理学家唐·佩奇以另一种方式看待信息悖论问题。他首先研究了量子纠缠，即遥远粒子的命运联系在一起。这种纠缠充当了宇宙怪才霍金辐射和黑洞本身之间的量子力学联系。佩奇通过计算“纠缠熵”来测量纠缠量，这是对纠缠宇宙怪才霍金辐射中包含的信息量的度量。

　　在宇宙怪才霍金的原始计算中，没有信息逃逸，纠缠熵总是增加，直到黑洞最后消失。但佩奇发现，如果黑洞确实释放了信息，纠缠熵最初会增长；然后，在黑洞生命的中途，它在最后达到零之前减少，当黑洞蒸发时（意味着黑洞内的所有信息最后都逃逸了）。

　　如果佩奇的计算是正确的，这表明如果黑洞确实允许信息逃逸，那么在它们生命的中途一定会发生一些特别的事情。虽然佩奇的工作并没有解决信息悖论，但它确实给了物理学家一些有趣的工作。如果他们能给黑洞带来中年危机，那么这个解决方案可能会解决这个悖论。

　　穿过虫洞。

　　最近，几个理论家团队一直在应用从弦论中借鉴的数学技术——一种将爱因斯坦的相对论与量子力学统一起来的方法——来研究这个问题。他们正在研究事件视界附近的时空如何可能比科学家最初想象的更复杂。有多复杂？尽可能复杂，允许在微观尺度上进行任何形式的弯曲和弯曲。

　　他们的工作导致了两个令人惊讶的特征。其中之一是在事件视界下方出现了“量子极值表面”。这个内表面缓和了离开黑洞的信息量。最初，它没有多大作用。但是当黑洞在其生命的一半时，它开始主导纠缠，减少释放的信息量），因此纠缠熵遵循佩奇的预测。

　　其次，计算揭示了虫洞的存在——其中很多。这些虫洞似乎将量子极值表面连接到黑洞的外部，使信息能够绕过事件视界并以宇宙怪才霍金辐射的形式释放。

　　但之前的工作仅适用于高度简化的“玩具”模型（例如黑洞的一维版本）。通过 Goto 的工作，同样的结果现在已应用于更现实的场景——这是一项重大进步，使这项工作更接近于解释现实。

　　不过，还有很多问题。一方面，目前尚不清楚数学中出现的虫洞是否与我们认为的时间和空间捷径相同的虫洞。

　　它们深深地埋在数学中，很难确定它们的物理意义。一方面，这可能意味着字面上的虫洞穿入和穿出正在蒸发的黑洞。或者它可能只是一个迹象，表明黑洞附近的时空是非局部的，这是纠缠的一个标志——两个纠缠的粒子不需要因果接触就能相互影响。

　　另一个重要问题是，虽然物理学家已经确定了一种可能的机制来缓解悖论，但他们并不知道它实际上是如何工作的。没有已知的过程可以实际执行获取黑洞内部信息并将其编码为宇宙怪才霍金辐射的工作。换句话说，物理学家已经为解决信息悖论建立了一条可能的道路，但他们还没有找到任何方法来创造沿着这条道路行驶的卡车。

　　“我们仍然不知道信息如何被辐射带走的基本机制。”Goto 说。“我们需要一个量子引力理论。”

声明：本文内容仅代表作者个人观点，与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益，请及时与我们联系，我们将第一时间安排处理。