黑洞除外。這是咋回事,我們來解釋一下。

作者:一一奇聞 目錄:UFO  時間:2021-04-07 

 

 北京時刻8月6日消息,據國外媒體報道,世界真的很愛惜自己的信息:世界不喜歡發明新的信息,它也不喜歡銷毀已有的信息。

事實上,用“喜歡”這個詞實在是太弱了。至少就咱們現在所知——并且咱們現已非常非常努力地工作去進行驗證,咱們發現世界中的信息從來不會被發明出來,也從來不會被消滅,用最簡略的話來說:世界中信息是守恒的。

黑洞除外。這是咋回事,咱們來解釋一下。

信息過載

首先,咱們需求定義一下什么是信息,以及為什么信息應當被保存下來。物理學根據決定論:咱們能夠運用物理學原理去預測一個體系的未來改變,這是物理學的意義所在。不論這是盒子中的一個粒子,仍是一次雜亂的化學反應,抑或是整個世界,咱們的物理學常識讓咱們能夠做出明確而可靠的預測,憑借咱們關于當下的常識去預言未來。

相同的辦法也能夠帶領咱們回溯過往。假如咱們了解一個體系,那么能夠延伸至未來的物理學規律也相同適用于曩昔,咱們能夠向前或者向后撥動時鐘,觀察這個體系在曩昔從前怎么發展,以及在未來將會怎么發展。

正是這種可逆性讓咱們得到了信息能夠被保存的定論。假如咱們徹底了解一個體系——其中所包括的每一個粒子的方位和速度,一切粒子的自旋和電荷,以及一切其他狀況,那么物理學規律將能夠告訴咱們這些粒子在曩昔和未來的演變狀況。這也就表明,一個體系的原始信息是隨時刻動態存儲的,它們僅僅歲時刻改變,而沒有被發明或者消滅。

再會,黑洞

乍一看,黑洞好像是對信息的要挾——物質會落入黑洞,和它所帶著的信息一起被消滅掉。但從一個外部觀察者的視點,比方咱們的視點看上去,其實沒有任何東西落入了黑洞——它們僅僅越過了一個鴻溝。因而關于信息來說這好像并非什么大事,它沒有被消滅,也沒有被發明。

可是黑洞好像會“蒸騰”,這或許會引發一些問題。

英國物理學家史蒂芬·霍金在上世紀1970年代最早發現,黑洞并非徹底是黑的。它們會發“光”,盡管非常非常弱小。這就是所謂的“霍金輻射”,但這種輻射根本全都是以熱量的方法。它就類似于散熱,就像你身體的體溫散熱一樣。

這就意味著黑洞輻射的數量和溫度只取決于黑洞本身的質量,自轉和電荷。除此之外沒有任何其他要素。也就是說,不論你往黑洞里丟什么,不論是一本書,一只貓仍是一艘世界飛船,它宣布的霍金輻射都將是一樣的。

這樣一來,狀況就會出問題。跟著黑洞“蒸騰”,它會損失能量,這意味著它損失質量,終究消失——黑洞會和它帶著的信息一同消失?

也就是說,假如信息無法跟隨霍金輻射一同從黑洞中逃離出來,而黑洞本身會逐漸消失,那么那些信息會發生什么?它們會消失嗎?這樣可就和前面說到的世界信息守恒準則相違反了。所以,一個悖論產生了。怎么辦?

新的物理學

咱們現在并沒有處理黑洞信息悖論的良方,但這并不妨礙聰明的科學家們想象一些或許的潛在計劃。

比方說,有人提出,這些信息或許并沒有消失。盡管這看上去簡略,但這個計劃幾乎意味著重寫悉數物理學。到現在為止黑洞是唯一一個讓咱們在信息守恒這一點上進退維谷的目標,因而,就為了處理黑洞的信息問題,真的值得咱們重寫整個物理學嗎?可是話又說回來,在物理學史上,這也不是咱們第一次把物理學整個推倒重來了,并且黑洞也確實是一個很有說服力的目標。

也或許,霍金輻射要比咱們現在了解的愈加雜亂深刻;或許黑洞中的信息真的以某種方法“滲入”了霍金輻射之中并逃離了黑洞;或許霍金最開始進行的剖析太過于簡略了;或許透過對霍金輻射細致的剖析,咱們能夠從中找到頭緒,復現出產生它的書本,小貓和世界飛船,然后證明霍金輻射確實帶著了其內部的信息。

這個想法很好,能夠挽救整個物理學,讓黑洞信息問題不再存在,可問題是,好像這種狀況真實存在的或許性不太高。

當然還有其他許多許多的理論,比方說落入黑洞的信息被傳輸到了另外一個時空等等。但不論怎么,至少在現在為止,咱們還沒有切當的答復。

不過,黑暗之中也有光亮,最簡略的一點:不論哪一個理論終究勝出,它幾乎都將導向全新的物理學,讓人類獲得愈加深化的物理學洞察。不論咱們終究怎么得以處理這個悖論問題,人類都將加深關于世界本質的了解。

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