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探索掉进黑洞会怎样? 物理学两大支柱对立面

 更新时间:2013-05-12 10:19

探索掉进黑洞会怎样? 物理学两大支柱对立面
探索掉进黑洞会怎样? 物理学两大支柱对立面

  信息悖论——掉进黑洞的物质会被挤压到黑洞那无限致密的核心去,但它所携带的信息会怎样呢?以下有两种情景的解释:

  信息消失(左):当黑洞蒸发后,它所携带的所有信息会随之消失。根据量子效应,真空中充满了粒子—反粒子对,二者互相关联。通常情况下,粒子—反粒子对出现后瞬间即湮灭,但如果这对粒子和反粒子是出现在黑洞的事件视界,其中一个就会掉进黑洞,而另一个会以霍金辐射的形式向外发出。“遇难”粒子以负能量被吸入,黑洞由此而损失质量,如果没有普通物质落进去,黑洞最终将蒸发殆尽。黑洞中心是一个无限小且无限致密的奇点,却并不包含形成黑洞的物质信息。

  火墙(右):从黑洞辐射出来的所有粒子之间具有量子相关性,这些相关粒子携带着信息。辐射出的粒子与落入黑洞的粒子之间要打破关联性,会释放出巨大能量而在黑洞周围形成一圈火墙。即使黑洞蒸发完之后,由于两个粒子之间的关联性,“逃逸”粒子也包含了“落难”粒子的所有信息。

  掉进黑洞的宇航员会被扯成碎片还是被烧焦?这一问题从2012年夏天起就成了理论物理学界的争论焦点,围绕相关主题发表的文章超过了40篇,至今没有结论。因为它把物理学的两大支柱——广义相对论的等效原理和量子力学直接摆在了对立面。

  如果一个宇航员掉进了黑洞

  2012年3月,美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分??ǜダ锢砺畚锢硌芯克南依砺垩Ъ以忌?middot;普金斯基开始思考“自杀”的问题——以数学形式进行的思想实验:如果一个宇航员掉进黑洞会发生什么情况?很显然他会死,但究竟怎么个死法呢?

  按照当时公认的理论,最初他不会感到有任何特别,即使在他落到黑洞的事件视界时。事件视界是一个看不见的界限,在界限以内没有任何东西能逃离黑洞的吸引。但最终,几小时、几天或几个星期后,如果黑洞足够大,他会开始觉察到拉着他脚的重力比拉着他头的重力更强大,这种吸引力拖着他无情地向下落,重力差会迅速加大而将他撕裂,最终他的遗体会被扯得粉碎而落入黑洞那无限致密核心。

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