黑洞里的大象到底去哪了?

一只年夜象不幸失落進了黑洞 。 更不幸的是 , 黑洞蒸發清潔了 , 年夜象也不見了蹤影 。 信息不是不滅的嗎?那么年夜象所含的信息怎么會無緣無故地消逝了呢?

黑洞里的大象到底去哪了?



黑洞里的年夜象掉蹤了
黑洞是個吞噬一切的宇宙怪物 , 它們是一些我們看不見的天體 , 只要外界的物質落入它們的勢力規模(科學上把這個規模的鴻溝叫做“黑洞視界”) , 就再也別想跑到黑洞之外 , 即使是宇宙中奔馳速度最快的工具——光 , 也不克不及逃走黑洞龐大引力的束厄局促 。
黑洞的蠻橫讓人顫栗 , 不外它們究竟結果距離地球很遠 , 所以我們地球人仍是很平安的 。 只是自從20宿世紀70年月以來 , 黑洞設下了一道難題 , 讓科學家頭疼了幾十年 。 阿誰時辰 , 英國聞名天文學家斯蒂芬?霍金從理論上證實 , 黑洞其實也不是完全只吃不吐 , 它也會標的目的外輻射能量 , 這就是所謂的黑洞蒸發 。 只是黑洞蒸發的速度驚人得慢 , 一個年夜一點兒的黑洞要很多很多億年才能蒸發清潔 。
問題來了 , 非論黑洞蒸發速度有多慢 , 它總會有蒸發清潔的一天 , 最后一丁點兒的工具都不剩 。 那么 , 假設曾經有一只年夜象不幸落入了黑洞之中 , 再也沒能跑出來 , 在黑洞蒸發清潔的時辰 , 那這只年夜象所含的信息去哪里了?
這其實是個很是嚴厲的理論問題 。 因為按照描述微不雅宿世界的量子理論 , 宇宙中的信息是不會憑空消逝的 , 年夜象的質量、外形、布局等特征 , 就是年夜象的信息 。 就算年夜象死失落了 , 本來的信息轉換當作了新的信息 , 好比腐臭的象肉、腐臭的氣息 , 但總歸信息是不會丟掉的 。 可是按照黑洞理論 , 年夜象攜帶著本身的信息落入了黑洞 , 而黑洞蒸發之后 , 這些信息居然不見了 , 這就違反了量子理論 。
并且 , 這只年夜象也不成能在黑洞還沒蒸發完的時辰 , 從黑洞里偷偷溜出來 , 不然 , 它將違反愛因斯坦的廣義相對論 , 因為按照廣義相對論 , 宇宙中任何物體的速度都不克不及跨越光速 , 年夜象當然也不克不及超光速奔馳 , 是以它沒有跑出黑洞之外的可能 。
這就是黑洞信息丟掉謎團 , 它標的目的我們展示了今朝物理學的兩年夜理論——研究宏不雅宿世界的廣義相對論和研究微不雅宿世界的量子理論——之間的深刻矛盾 。 從黑洞中憑空消逝的年夜象告訴我們 , 要么廣義相對論有問題 , 年夜象所含的的信息能從黑洞跑出來;要么量子理論有問題 , 信息是可以憑空消逝的;要么 , 兩者可能都有問題 。
黑洞里的大象到底去哪了?



我們看到的并不是時空
科學家今朝正致力于把廣義相對論和量子理論同一在一路 , 形當作一個能詮釋萬物紀律的“年夜同一理論” , 一個能詮釋年夜象去哪里了的理論 。
加拿年夜物理學家斯莫林一向致力于年夜同一理論的研究 , 并且比來 , 他獲得一些有趣的發現 , 好比他提出 , 時空可能底子不是我們曩昔所認為的那樣 , 恰是對時空的錯誤熟悉 , 讓我們無法詮釋黑洞中的年夜象去了哪里 。
持久以來 , 人們曾經認為 , 時候是時候 , 空間是空間 , 兩者各自自力 , 沒有什么聯系 。 直到愛因斯坦的相對論提出來 , 人們才熟悉到 , 時候和空間其實是密不成分的 , 兩者配合組成了我們四周的時空 。 從維度上講 , 時候是一維的 , 空間是三維的 , 是以時空是四維的 。 有質量的物體味引起四周時空的彎曲 , 但不管如何 , 宇宙其他角落的聰明生命和我們都處于性質不異的四維時空之中 。

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