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2025年01月24日 星期五

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黑洞“信息悖論”或被解決:黑洞并不吞噬信息

  數(shù)十年來,物理學(xué)家們一直認(rèn)為,黑洞是終極墓穴,是吞噬信息的實(shí)體,隨著黑洞的萎縮以及最終消失,黑洞內(nèi)的信息也會(huì)消失殆盡。但美國科學(xué)家最近通過計(jì)算證明,黑洞內(nèi)的信息并不會(huì)消失,黑洞外的觀察者能夠恢復(fù)黑洞曾有的信息。這表明,困擾了物理學(xué)家們四十多年的黑洞“信息丟失悖論”或許已經(jīng)被解決。

  1976年,英國物理學(xué)家斯蒂芬·霍金稱通過計(jì)算得出結(jié)論,黑洞一旦形成,就開始向外輻射能量,但這種輻射并不包含黑洞內(nèi)部物質(zhì)的“信息”。最終黑洞將因?yàn)橘|(zhì)量喪失殆盡而消失,而黑洞內(nèi)部的信息也隨著灰飛煙滅。這便是所謂的“黑洞悖論”。

  霍金的上述理論與量子物理學(xué)理論背道而馳。量子物理學(xué)認(rèn)為,類似黑洞這樣質(zhì)量巨大物體的信息是不可能完全喪失的?;艚饘?duì)此解釋說,黑洞巨大的萬有引力場在某種程度上破壞了量子物理學(xué)的理論。

  盡管霍金后來表示,他的“黑洞悖論”是錯(cuò)誤的,信息可能會(huì)從黑洞逃逸,但黑洞內(nèi)曾經(jīng)包含的信息是否能以及如何能恢復(fù)一直是物理學(xué)家們爭論的焦點(diǎn)。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道,現(xiàn)在布法羅大學(xué)物理學(xué)副教授德?lián)P·斯托科維克的最新論文厘清了這個(gè)問題。

  在最新研究中,斯托科維克不僅考慮了黑洞輻射出的粒子,而且也對(duì)這些粒子之間的相互作用進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明,信息可以在黑洞中被保存下來,黑洞外的觀察者能恢復(fù)黑洞內(nèi)曾經(jīng)包含的信息,例如形成黑洞的物體的屬性,以及黑洞所吸收的物質(zhì)和能量的屬性等。

  斯托科維克表示,這是一個(gè)重要發(fā)現(xiàn),因?yàn)榧词瓜嘈判畔⒉⒉粫?huì)在黑洞中消失的物理學(xué)家們,也一直試圖從數(shù)學(xué)上證明這一點(diǎn)是如何發(fā)生的,最新研究正好揭示了這一點(diǎn)。

  粒子間相互作用的范圍很廣,從因?yàn)橐υ斐傻南嗷ノ较窆庾右粯拥闹薪榻粨Q等。其實(shí),科學(xué)家們一直知道存在著這樣的“相互聯(lián)系”,但過去,很多科學(xué)家們認(rèn)為其不屑一顧。

  斯托科維克解釋說:“在相關(guān)的計(jì)算中,這些相互作用常常被忽略,因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)為很小,不會(huì)造成根本性的區(qū)別。但我們的計(jì)算表明,盡管這種相互作用剛開始很小,但會(huì)隨著時(shí)間的延續(xù)而不斷變大,最后足以改變整個(gè)結(jié)果。”(記者劉霞)

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