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外事儿:霍金生前最后成果发表:掉进黑洞的物体去哪儿了?

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发表于 2018-10-13 14:26:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
  今天,霍金生前最后一篇论文发表了,探讨了一个脑洞大开的黑洞之谜。

  长期以来,科学家们都被一个“世纪之问”困扰着:

  当一个物体掉进黑洞后,如果黑洞消失了,那么被它吞噬的物体去哪儿了呢?

  如今,这个谜题似乎有了新的线索。

  据《卫报》,当地时间10月9日,已故科学家史蒂芬·霍金生前的最后一篇论文《黑洞熵与软毛发》发表。论文认为,黑洞消失时,黑洞的“软毛发”或许会储存物质的信息。

  等等,“软毛发”是啥?

  “软毛发”是指零能量光子,它们存在于黑洞视界的边缘,如同黑洞的头发一般。它的存在,意味着当我们被宇宙的大胃王黑洞“吃”了以后,并非无法逃离。

  “软毛发”之争:黑洞究竟是不是个“秃子”?

  黑洞是存在于浩瀚宇宙中的一种特殊的天体,它引力巨大,仿佛一个胃口十足的恶魔,能吞噬掉其“领地”的一切,就连光和思想都无法逃脱。

  这是科学家们长久以来对黑洞的主流认识。这些神秘的天体开启了人们的脑洞,并在科学界导致了一场战争。

  20世纪初,爱因斯坦就认为黑洞难分彼此,它们各自没有任何特征,被它们吸收的物体也不会留下任何痕迹,这被称为“无毛发理论”。

  简单来说,就是所有的黑洞都是胃口大还长一样的秃子。

  然而,霍金却跟爱因斯坦“唱反调”。他在20世纪后期提出,黑洞彼此不同,它们具有可以测量的独特温度。

  此外,随着时光的流逝,黑洞在消失时会喷射出一些此前吸收的物质,但大部分被吸入的物质信息会随之消失。

  也就是说,霍金曾认为黑洞是长相各异的“秃子”,上了年纪还消化不良。

  然而,这两种理论都违背了量子力学中的一个定律:

  物质中的信息永不消失。

  比如,一份报纸被烧成灰烬,虽然它作为纸张的物理状态改变了,但这份报纸的信息是会通过灰烬保存的,并能通过计算重现。

  这也解释了为何时光倒流、昨日重现在理论上是可能的。因为所有物质的信息都永远存在于宇宙之中,只是换了种存储方式而已,只要重组所有的信息就能回到过去。

  所以,霍金早期提出的观点是一个悖论,在过去的20多年里,众多持有不同观点的科学家们纷纷向其发起挑战,这些科学家们质疑:

  掉进黑洞的物体真的会消失吗?黑洞真的是个“秃子”吗?

  霍金自己推翻了自己,还输了1块钱

  2004年,霍金承认自己错了,但他的让步是幽默的。

  1980年,霍金曾因黑洞问题跟物理学家唐·佩奇打赌,赌注是1美元。2007年,霍金向佩奇支付了赌注,并笑称道:“我在美元疲软的情况下承认了错误。”

  当时,美元兑主要货币中跌幅最小的是墨西哥比索,跌幅达0.7%。或许是出于对美元贬值的抱歉,霍金送了佩奇一张1美元的“假钞”,钞票上开国元勋华盛顿的头像被换成了玛丽莲·梦露。

  2016年,霍金和剑桥大学的同事马尔科姆·佩里发表论文,初步提出了“软毛发”的理论,即“软毛发”存在于黑洞周围并能保存信息。

  也就是说,霍金推翻了自己先前的观点,他认为黑洞不是一个“秃子”,它有“慧根”。

  此后,霍金一直笔耕不辍地专注于证明该理论,直到他离开人世前的最后几天。

  今天,霍金关于黑洞的最后研究成果终于公布,论文进一步丰富了“软毛发理论”,并给出了计算方法。不过,佩里说“这只是开了一个好头,接下来有很多工作要做”。

  因为准确来说,“软毛发”储存的是黑洞熵,它是黑洞内部状态的度量。目前,还无法确认黑洞熵是否包含了被吞噬物质的部分信息还是所有信息。

  所以,破解黑洞之谜还有一段很长的路要走。

  但是,外事儿不禁脑洞大开:如果霍金的新理论成立,被黑洞吞噬的物质信息能被恢复,黑洞之旅是不是也有指日可待的一天呢?

  文/方辰
  编辑/谢莲

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