世纪谜案“霍金黑洞悖论”究竟是啥？成功解决对宇宙意味着什么？

原标题：世纪谜案“霍金黑洞悖论”究竟是啥？成功解决对宇宙意味着什么？

霍金提出的关于黑洞的理论可能会颠覆物理学界，因为它质疑我们对宇宙的大部分理解所依赖的两大支柱——相对论和量子力学。一个人说没有什么可以逃脱黑洞，另一个人根据热力学原理说能量不能被破坏，如果有东西进入黑洞，就必须保留有一些关于它的信息。

科学家们现在声称已经解决了这一信息悖论，并表示这些物体比最初所理解的要复杂得多。黑洞有一个引力场，在量子水平上，它编码了关于黑洞如何形成的信息。

黑洞是由一颗恒星死亡时形成的，其引力场如此之高，以至于物质被挤进它下面的小空间，并捕获了死亡恒星的光。因为没有光可以出来，所以人们看不到黑洞。

通过长达十年的研究，科学家们发现，当考虑到量子引力校正时，坍缩成黑洞的物质会在黑洞的引力场中留下印记。在发表在《物理快报 B 》杂志上的一篇论文中，苏塞克斯大学的 Xavier Calmet 教授将这种印记称为“量子头发”。另一篇论文则在Physical Review Letters上发表。

什么是霍金黑洞信息悖论？

而爱因斯坦的相对论指出，进入黑洞的东西不能出来。黑洞的引力是如此之强，以至于连光都无法逃脱。但量子力学指出这是不可能的，因为在微观量子力学水平上，有些东西会逃脱，这就是所谓的霍金辐射。

斯蒂芬霍金在 1976 年提出黑洞信息悖论——如果你把东西扔进黑洞，它会从物体中获得质量、电荷、能量等所有信息。但是这些信息到底发生了什么？这些信息可以在黑洞表面编码。

科学家们现在发现了什么？有何意义？

密歇根州立大学 Roberto Casadio 和 Xavier Calmet教授领导的科研团队证明了黑洞可以在黑洞的引力场中留下了印记。

研究人员比较了总质量和半径相同但成分不同的两颗恒星的引力场。在经典水平上，两颗恒星的引力势相同，但在量子水平上，引力势取决于恒星的成分。当恒星坍缩成黑洞时，它们的引力场会保存恒星是由什么构成的记忆，并得出黑洞确实有“头发”的结论。

Calmet说：“我们的解决方案不需要任何推测性的想法，相反，我们的研究表明，这两种理论可用于对黑洞进行一致的计算并解释信息是如何存储的，而无需激进的新物理学。事实证明，黑洞实际上是好孩子，会牢牢记住了孕育它们的恒星”。

霍金。信息悖论基本上是物理学的两个方面，它们相互矛盾，并可能在指导我们对宇宙和深空的探索。

参考文献：