童鞋們好,我是霍金
這是我第一次來原理
這幾天我人都在瑞典
皇家理工學(xué)院主辦了
一場“霍金輻射會議”
我提出了一個新理論
以解決黑洞信息悖論
下面我就給大家講講我和我的合作者如何破解長達40年的黑洞謎題:當(dāng)粒子信息(這里的信息指粒子的所有特征)穿過黑洞的視界時會發(fā)生什么事情,即所謂的“信息悖論”。
黑洞并不是全黑的,它也不是永遠將物質(zhì)囚禁的粉碎機。在我們生活的世界里,從無窮小的亞原子到廣闊無垠的時空,量子力學(xué)和愛因斯坦的廣義相對論分別很好的描述著各自的世界,但是兩者之間又水火不容。
當(dāng)一顆巨大恒星耗盡它的燃料時,在自身的引力下將迅速塌縮形成一個黑洞。黑洞具有強大引力,以至于一切物質(zhì)——包括光在內(nèi)——一旦陷入就無法逃脫。廣義相對論預(yù)言當(dāng)物質(zhì)信息落入黑洞的時候,信息無法逃脫,這意味著它的所有物理信息都將被摧毀。但是,量子力學(xué)又嚴(yán)格的規(guī)定了所有的信息不可能被消滅。可想而知,這其中必定存在悖論。
與會者正等待霍金對信息悖論的新看法。
從1970年開始,物理學(xué)家就試圖結(jié)合兩個基本理論以解決信息悖論。我和我在劍橋的同事Malcolm Perry和哈佛的朋友Andrew Stromberg想到了一個絕妙的解決方法:其實,這些粒子從一開始就沒有真正的落入黑洞內(nèi)。
這是什么意思呢?物體的的信息并不像以往所期待的儲存在黑洞的內(nèi)部,而是將被永久的儲存在黑洞的邊界——事件視界(簡稱視界)。信息是以我們稱作“超級轉(zhuǎn)換(super translation)”的形式被儲存的。
意思是當(dāng)粒子落入黑洞時,其信息會被視界捕捉并存儲,超級轉(zhuǎn)換就好像全息膠片那樣能捕捉并儲存落入粒子的所有信息。也就是說,盡管你本人掉進了黑洞中,你的特征——關(guān)于你的一切信息——仍將留在視界中。
雖然信息能夠從黑洞里逃脫,但是它已經(jīng)完全變樣了。落入粒子的信息將會以混亂、無用的形式返回,從實際的用途來看,信息相當(dāng)于消失了。
諾貝爾得住Gerard‘t Hooft正和霍金討論關(guān)于解決信息悖論的新理論。
我們因此也發(fā)現(xiàn),黑洞并非是摧毀一切的怪物,它或許提供了一個前往其他宇宙的可能性。這是有可能的,只要黑洞非常巨大,且如果它在旋轉(zhuǎn),那么它或許真的是前往另一個宇宙的通道。但是你將無法回到我們的宇宙之中。因此盡管我熱衷于太空飛行,但是我不會想要嘗試通過黑洞前往另一個宇宙。
童鞋們,有意思不
不僅解決信息悖論
還提供了一個穿越
平行宇宙的可能性
期待我們下次再見
順附一張會議海報
— The End —