霍金：黑洞并非永恒 "監(jiān)獄"仍有逃生可能
2016-06-08 來(lái)源:網(wǎng)易科技報(bào)道
據(jù)英國(guó)每日郵報(bào)報(bào)道，如果你覺(jué)得自己被困在黑洞里，別擔(dān)心，你或許可以逃出這毀滅性深淵的魔爪。去年，世界著名的物理學(xué)家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）表示，黑洞可能并不是人們所以為的“永恒的監(jiān)獄”，數(shù)據(jù)或可能可以從中逃出?，F(xiàn)在在一篇同行評(píng)審的文章里，霍金進(jìn)一步擴(kuò)展了這一理論，并證實(shí)了這個(gè)問(wèn)題的答案在于位于黑洞視界上的名為“柔軟毛發(fā)”（“soft hair”）的零能量粒子。
這篇文章挑戰(zhàn)了一個(gè)傳統(tǒng)假設(shè)，也即任何落入黑洞的物體都將永遠(yuǎn)丟失，這一最新理論將幫助我們更好的理解黑洞，后者是宇宙里最神秘的天體之一。尤其值得一提的是，霍金還發(fā)現(xiàn)了一種“可以取回落入黑洞的信息”的機(jī)制。
今年一月，當(dāng)霍金告訴全世界他發(fā)現(xiàn)了黑洞“信息悖論”的一個(gè)可能解決辦法時(shí)，他又上了各大新聞?lì)^版頭條。他提出了一種潛在的解釋黑洞是如何同時(shí)抹去和保留信息的。這篇文章被發(fā)表在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上，從而方便整個(gè)物理屆的科學(xué)家們檢查他的工作。這一假設(shè)現(xiàn)在已經(jīng)被同行評(píng)審并發(fā)表在期刊《天體物理學(xué)快報(bào)》上。
“黑洞并不是人們以為的永恒監(jiān)獄，”據(jù)紐約時(shí)報(bào)表示，霍金在美國(guó)哈佛大學(xué)的一堂課上這樣說(shuō)道。“如果你覺(jué)得自己困于黑洞，別放棄，總會(huì)有路逃出來(lái)的。”
在20世紀(jì)70年代，霍金提出黑洞可以輻射粒子，而這個(gè)過(guò)程中所丟失的能量會(huì)導(dǎo)致黑洞縮小最終消失。去年，他修改了這一理論，表示黑洞事實(shí)上是“灰色的”，灰洞理論認(rèn)為物質(zhì)和能量會(huì)被圍困一段時(shí)間，但最終會(huì)被釋放至太空。然而，在此之前人們并不太理解這種釋放信息的機(jī)制。最新的文章拓展了這一理論——它提供了對(duì)這一理論的解釋：
這一理論表明位于黑洞視界，也即黑洞邊界的粒子主要是由光子和引力子組成，兩者分別是光和引力能量的亞原子粒子。
這些低能量，甚至零能量的量子粒子堆積在黑洞邊緣，它能夠捕獲和儲(chǔ)存從落入黑洞的粒子里獲得的信息。這意味著雖然落入黑洞的粒子可能消失，但它們的信息將繼續(xù)存在視界邊緣的這些量子粒子上。
霍金將信息的回歸比作燃燒掉的百科全書，雖然嚴(yán)格來(lái)說(shuō)信息并沒(méi)有完全丟失，但要解讀它卻異常困難。研究人員表示，雖然還有很多工作需要進(jìn)行，但這是朝解決“信息悖論”邁出的重要一步，信息悖論吸引了霍金教授和其它科學(xué)家們幾十年。
在今年年初美國(guó)科普雜志科學(xué)美國(guó)人的采訪中，研究合作作者之一、美國(guó)哈佛大學(xué)理論物理學(xué)家安德魯·斯特羅明格（Andrew Strominger）教授說(shuō)道：“我們展示了當(dāng)一顆粒子落入黑洞，它給黑洞增加一個(gè)柔軟的光子，所以它給黑洞添加了一根毛發(fā)。更一般的情況是，如果一顆粒子落入黑洞——因?yàn)樗械牧Ｗ佣紨y帶質(zhì)量也受到引力——它也會(huì)添加一個(gè)柔軟的引力子，所以就相當(dāng)有某種記錄設(shè)備。這種柔軟的光子和引力子記錄了落入黑洞的物質(zhì)的信息——這種機(jī)制所記錄的信息遠(yuǎn)比我們之前預(yù)想的多得多。非常重要的一點(diǎn)在于，這篇文章并沒(méi)有解決黑洞信息問(wèn)題，”美國(guó)加州大學(xué)圣芭芭拉分校的物理學(xué)家加里·霍洛維茨（Gary Horowitz）在一篇評(píng)論文章中這樣寫道。
“首先，必須針對(duì)引力重新進(jìn)行分析，而非僅僅針對(duì)電磁場(chǎng)。作者目前正在努力完成這一任務(wù)，他們的最初計(jì)算表明，對(duì)純粹引力場(chǎng)的分析的結(jié)果可能與電磁場(chǎng)的非常相似?！? 霍洛維茨補(bǔ)充說(shuō)道?！案匾氖?，它們引入的這種柔軟毛發(fā)可能不足以捕捉有關(guān)落入黑洞的物質(zhì)的所有信息?！敝劣诤诙赐淌傻乃行畔⑹欠穸伎梢赞D(zhuǎn)移到柔軟毛發(fā)上，還是它只是所有丟失物質(zhì)的能量信號(hào)，目前還不清楚。但他承認(rèn)：“沿著這項(xiàng)研究的道路，進(jìn)一步的調(diào)查將揭示這種毛發(fā)的類型，甚至可能最終幫助解決黑洞信息問(wèn)題。”
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