黑洞里的大象到底去哪了?

一只年夜象不幸失落进了黑洞 。 更不幸的是 , 黑洞蒸发清洁了 , 年夜象也不见了踪影 。 信息不是不灭的吗?那么年夜象所含的信息怎么会无缘无故地消逝了呢?

黑洞里的大象到底去哪了?

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黑洞里的年夜象掉踪了
黑洞是个吞噬一切的宇宙怪物 , 它们是一些我们看不见的天体 , 只要外界的物质落入它们的势力规模(科学上把这个规模的鸿沟叫做“黑洞视界”) , 就再也别想跑到黑洞之外 , 即使是宇宙中奔驰速度最快的工具——光 , 也不克不及逃走黑洞庞大引力的束厄局促 。
黑洞的蛮横让人颤栗 , 不外它们究竟结果距离地球很远 , 所以我们地球人仍是很平安的 。 只是自从20宿世纪70年月以来 , 黑洞设下了一道难题 , 让科学家头疼了几十年 。 阿谁时辰 , 英国闻名天文学家斯蒂芬?霍金从理论上证实 , 黑洞其实也不是完全只吃不吐 , 它也会标的目的外辐射能量 , 这就是所谓的黑洞蒸发 。 只是黑洞蒸发的速度惊人得慢 , 一个年夜一点儿的黑洞要很多很多亿年才能蒸发清洁 。
问题来了 , 非论黑洞蒸发速度有多慢 , 它总会有蒸发清洁的一天 , 最后一丁点儿的工具都不剩 。 那么 , 假设曾经有一只年夜象不幸落入了黑洞之中 , 再也没能跑出来 , 在黑洞蒸发清洁的时辰 , 那这只年夜象所含的信息去哪里了?
这其实是个很是严厉的理论问题 。 因为按照描述微不雅宿世界的量子理论 , 宇宙中的信息是不会凭空消逝的 , 年夜象的质量、外形、布局等特征 , 就是年夜象的信息 。 就算年夜象死失落了 , 本来的信息转换当作了新的信息 , 好比腐臭的象肉、腐臭的气息 , 但总归信息是不会丢掉的 。 可是按照黑洞理论 , 年夜象携带着本身的信息落入了黑洞 , 而黑洞蒸发之后 , 这些信息居然不见了 , 这就违反了量子理论 。
并且 , 这只年夜象也不成能在黑洞还没蒸发完的时辰 , 从黑洞里偷偷溜出来 , 不然 , 它将违反爱因斯坦的广义相对论 , 因为按照广义相对论 , 宇宙中任何物体的速度都不克不及跨越光速 , 年夜象当然也不克不及超光速奔驰 , 是以它没有跑出黑洞之外的可能 。
这就是黑洞信息丢掉谜团 , 它标的目的我们展示了今朝物理学的两年夜理论——研究宏不雅宿世界的广义相对论和研究微不雅宿世界的量子理论——之间的深刻矛盾 。 从黑洞中凭空消逝的年夜象告诉我们 , 要么广义相对论有问题 , 年夜象所含的的信息能从黑洞跑出来;要么量子理论有问题 , 信息是可以凭空消逝的;要么 , 两者可能都有问题 。
黑洞里的大象到底去哪了?

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我们看到的并不是时空
科学家今朝正致力于把广义相对论和量子理论同一在一路 , 形当作一个能诠释万物纪律的“年夜同一理论” , 一个能诠释年夜象去哪里了的理论 。
加拿年夜物理学家斯莫林一向致力于年夜同一理论的研究 , 并且比来 , 他获得一些有趣的发现 , 好比他提出 , 时空可能底子不是我们曩昔所认为的那样 , 恰是对时空的错误熟悉 , 让我们无法诠释黑洞中的年夜象去了哪里 。
持久以来 , 人们曾经认为 , 时候是时候 , 空间是空间 , 两者各自自力 , 没有什么联系 。 直到爱因斯坦的相对论提出来 , 人们才熟悉到 , 时候和空间其实是密不成分的 , 两者配合组成了我们四周的时空 。 从维度上讲 , 时候是一维的 , 空间是三维的 , 是以时空是四维的 。 有质量的物体味引起四周时空的弯曲 , 但不管如何 , 宇宙其他角落的聪明生命和我们都处于性质不异的四维时空之中 。

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