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文化

「这世界」霍金关于黑洞的新发现,有点像平行宇宙理论

孙若空 2015-08-28 23:27:38

是不是很烧脑?

本周二,也就是 8 月 25 日的时候,英国物理学家史蒂芬·霍金在斯德哥尔摩举行的学术会议上做了一番演讲,提出了一项他关于黑洞研究的新理论。

这项理论是用来解决之前科学家在研究黑洞时所产生的“信息悖论”问题的。首先,别再像百度的网页特效一样把它想成一个有吸力的黑的洞了。大家都看过《星际穿越》,可以回忆一下里面的场景。

然后,关于这个“信息悖论”,是这样的:简单来说,之前的科学理论认为,黑洞的引力非常强,以至于一切物质,包括光在内一旦陷入其中就无法逃脱。

物理学家是从粒子角度去考虑这一切的。所以黑洞里的物质都有信息(指的是粒子的所有特征,和我们平时的信息意思不一样),信息进入黑洞后无法逃逸出来。但是黑洞终有一天会因为其质量丧失殆尽而消失,那么黑洞内部的信息也就消失了。但是量子物理学认为,信息不可丢失。这么一来就产生矛盾了。

在周一的一场公开课上霍金暗示说,如果黑洞不受量子物理学中关于信息守恒原则的限制,那么我们对于时间本身的概念也将面临分崩离析的局面。

所以总的来说,霍金这次的演讲就是解决了“当黑洞最终消失时,之前被黑洞吸入内部的信息后来都去哪里了”这个问题。

他说,“我认为信息并非如此前所设想的那样是存储在黑洞的内部,而是在黑洞的边界,即所谓的事件视界上。”你可以把“事件视界”当成一个名词来理解,它就像将黑洞包裹在内的“外壳”,一旦穿过事件视界,任何物质都将被黑洞捕获。

霍金觉得,进入黑洞的粒子会在事件视界上留下少许信息。然后这些粒子通过“霍金辐射”的方式从黑洞中出来。“霍金辐射”就是霍金在所有东西在进入黑洞之后就无法逃脱的基础上进一步计算发现,其实从理论上讲,应该会有一些粒子从黑洞的事件视界(event horizon)辐射出来的一个理论。

所以,就是有粒子会带着信息出来的,所以,信息就不会消失了,所以从量子力学角度就说得通了

但是呢, 霍金又说,从黑洞里出来的信息已经不是原来的样子啦,它已经彻底被打乱,变得非常无序,总体上来说“信息”还是丢失了。

为了怕大家听不懂,他还在公开课上拿百科全书举了个例子说,从技术上来说,当你烧掉一本百科全书时,只要你保存了全部的灰烬,那么你就并未损失任何信息,但要想再用这本书查询一些什么东西时就将变得极其吃力。

总结一下就是三维物体的信息被以二维的形式存储在一个表面上。当辐射离开黑洞时,它会带走部分保存在事件视界上的部分信息。

这一部分懂了吗?好,信息悖论的问题解决了。接下来就要讲进阶的内容了,也就是标题里说的平行宇宙。

关于平行宇宙,其实有一点我自己的理解在里面。霍金他原话是这样讲的:“如果你发现自己掉进了一个黑洞,先别放弃,还是有办法逃出去的。但这里有一个前提,那就是这个黑洞必须足够大。而如果这个黑洞在旋转,那么它就可能拥有通往另一个宇宙的通道。但你不能再次回到我们的这个宇宙中。因此,尽管我渴望太空飞行,但我并不想去黑洞里看看。”

最后,他还给本次讲座做了个总结。“首先,黑洞不像我们画的那样是黑色的,而且它也不是一个永恒的监狱。所以,如果你感觉你掉进了黑洞,不要放弃,还是有办法出去的。”

看,连走进黑洞都不应该放弃,我们平时的苦难又算什么呢?霍金教授,你觉得我这样点题对吗?

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