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解讀黑洞資訊悖論,被黑洞吞噬的資訊到底去哪裡呢?

2024-02-12 01:31:52


黑洞,是宇宙中最恐怖的天體。廣義相對論預測了黑洞的存在,而在2019年,天文學家透過不懈努力,終於拍攝到了人類歷史上首張黑洞照片。

根據廣義相對論的詮釋,黑洞存在事件視界,任何物體(包括資訊)一旦越過事件視界,就會被黑洞吞噬,沒有任何逃出來的可能性,即便是光也會被無情吞噬。

而說到黑洞,不得不提到一位人物,他就是史蒂芬霍金,被稱為“宇宙之父”。

霍金生前執著於對黑洞的研究,並提出了著名的“霍金輻射”。

在黑洞事件視界附近的真空環境,會隨機衍生出各種虛粒子對,然後瞬間消失,這個過程不斷上演著。

一個偶然機會,某個虛粒子越過事件視界被黑洞吞噬,剩下的虛粒子離開事件視界並沒有被吞噬,輻射到了太空,這就相當於從黑洞那裡竊取了能量,非常微弱的能量。

這就是霍金輻射。

正是因為霍金輻射的存在,黑洞才會慢慢消失。

但問題來了,黑洞消失之後,被黑洞吞噬的物體(資訊)哪裡去了?總不可能無緣無故地消失吧?這與我們的傳統認知並不相符。

現代物理學認為,物體可以消失,但物體包含的資訊不會消失。

舉個例子,你可以輕鬆用火燒掉一本書,讓書化為灰燼。但書的資訊仍然存在。理論上分析,如果你能把剩下的灰燼,燃燒過程中產生的氣體,輻射等全部集中起來,用某種超高科技仍舊能把書的資訊找回來。當然實際上很難做到,但存在理論上的可能性。我想表達的是書燒燬了,但書的資訊仍舊存在。說白了,書的基本物理屬性不會消失,永遠存在。

這就出現矛盾(悖論)了,該如何解釋這種悖論呢?

霍金提出了自己的觀點。他認為在黑洞事件視界周圍存在著“柔軟毛髮”(當然不是我們的頭髮那樣的毛髮,只是一種形象比喻),並不是真的毛髮,而是受到激發的量子,能量很低,這些毛髮可以儲存資訊。在黑洞蒸發之後,資訊並沒有消失。

想一想我們經常聽的唱片是如何儲存資訊的,裡面有波浪槽,它就類似黑洞附近的柔軟毛髮。

不過科學家並不確定被黑洞吞噬的所有資訊都能儲存在周圍的柔軟毛髮上,還需要進一步的計算驗證。

不管如何,或許我們不用再擔心被黑洞吞噬之後會永遠消失的問題了。假如未來某天你真的不幸被黑洞吞噬,意味著你將永遠消失?

或許不是的。你本人消失不見了,但有關的所有資訊都被儲存在黑洞周圍的柔軟毛髮上。足夠發達的科技有可能收集到你所有的資訊,然後進行復原,這樣你就能夠“逃離”黑洞,重返世界。

說到這裡,是不是有點懷念霍金了呢?

如果霍金仍然在世,或許他能帶給我們更多有關黑洞的奧秘。遺憾總是有的,但現代科學家絲毫沒有停止對黑洞的研究。

我們沒辦法從黑洞中逃離,但透過探索黑洞事件視界附近的柔軟毛髮,或許能讓我們接近黑洞的本質,探究黑洞內部到底是怎樣的存在方式。

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