霍金:黑洞是人類通往平行宇宙的通道

  北京時間8月27日消息,本週二,著名的英國物理學家史蒂芬·霍金在瑞典首都斯德哥爾摩的瑞典皇家理工學院向一群世界頂尖的科學家以及媒體人士介紹了他的一項關於黑洞的最新理論。根據霍金的理論,或許即便你掉進了一個黑洞也不用太過擔心,因為你或許會跳進另外一個宇宙

  霍金的這項工作主要與黑洞的“信息悖論”有關,這一悖論長期以來困擾著從事黑洞研究的科學家們。簡單來說,這一悖論的核心觀點就是:由於黑洞並非永恆存在,它最終會消失。這樣一來,最初形成這個黑洞的大質量恆星所包含的信息似乎在這一過程中也就隨之消失了。

  然而,量子物理學原理要求信息不可丟失,因此物理學家們一般認為黑洞的消失應該也不會造成信息的丟失才對。那麼,當黑洞最終消失時,之前被黑洞吸入內部的信息後來都去哪裡了?

根據霍金的理論,或許即便你掉進了一個黑洞也不用太過擔心,因為你或許會跳進另外一個宇宙

  儘管這聽上去似乎無關緊要,但對於物理學而言卻並非如此。如果這一明顯的悖論得不到合理解釋,那麼宇宙中一些最基本的物理學原理將會崩潰。在斯德哥爾摩的一場公開講座上,霍金教授暗示,如果黑洞不受量子物理學中關於信息守恆原則的限制,那麼我們對於時間本身的概念也將面臨分崩離析的局面。

事件視界就像將黑洞包裹在內的“外殼”,一旦越過這一邊界,任何物質都將被黑洞捕獲

  本週二,霍金教授解釋了他的最新理論,他指出:“我認為信息並非如此前所設想的那樣是存儲在黑洞的內部,而是在黑洞的邊界,即所謂的事件視界上。”事件視界就像將黑洞包裹在內的“外殼”,一旦越過這一邊界,任何物質都將被黑洞捕獲。

  根據霍金的這一理論,進入黑洞的粒子會在這一事件視界上留下少許信息。而當這些粒子通過所謂“霍金輻射”的方式再次從黑洞中出來時,就會將此前留在那裡的少許信息再次攜帶出來,從而保存了信息的完整性。霍金進一步解釋稱:“外界進入黑洞的粒子攜帶的信息被存儲在事件視界內,而當這些信息被‘歸還’時則是以一種混亂而無序的形式。對於任何現實的角度而言,這些信息的確都已經丟失了。”

  在週一的一次公開演講中,霍金將這種無用信息的歸還機制類比為燒掉一本百科全書:從技術上來說,當你燒掉一本百科全書時,只要你保存了全部的灰燼,那麼你就並未損失任何信息,但要想再用這本書查詢一些什麼東西時就將變得極其吃力。

  霍金表示,這樣的形式轉變構成了對於最初外界粒子的某種全息圖像——關於三維物體的信息被以二維的形式存儲在一個表面上。當輻射離開黑洞時,它會帶走部分保存在事件視界上的部分信息。

  諾貝爾獎獲得者吉拉德·霍夫特(Gerard t'Hooft) 參與了現場討論,他本人在黑洞信息悖論方面也持有與霍金類似的觀點,並且在此之前他還就這一問題發表過多篇論文。但就目前而言,還需要經過更多的討論和數學方程的計算才能最終判斷霍金的這一最新理論在霍夫曼的理論基礎之上有何新的進展,或者是否霍金已經克服了此前他人的類似研究工作中尚存在的一些難題。

在瑞典首都斯德哥爾摩會議現場的霍金與諾貝爾獎得主吉拉德·霍夫特教授

  而除了“全息圖”模式之外,霍金提到的另外一種可能性就是通往另外一個宇宙。霍金認為這樣的可能性是存在的。他在講座中提到:“如果你發現自己掉進了一個黑洞,先別放棄,還是有辦法逃出去的。

黑洞是通往另一個宇宙的通道?

  但這裡有一個前提,那就是這個黑洞必須足夠大。而如果這個黑洞在旋轉,那麼它就可能擁有通往另一個宇宙的通道。但你不能再次回到我們的這個宇宙中。因此,儘管我渴望太空飛行,但我並不想去黑洞裡看看。”

  值得注意的是,儘管霍金的此次公開講座吸引了大批媒體記者的關注,但他遠非本周在會議期間公開發表自己在黑洞研究領域重大進展消息的唯一與會者。

  霍金和其他科學家此番參與的是由美國北卡羅來納大學以及北歐理論物理研究所共同主辦的一期黑洞研究會議。理論物理學界的一些最頂尖成員都前來參加了此次會議。與會的科學家們希望能夠最終解決一些有關黑洞運行機制方面最艱難的問題。




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