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研究:黑洞实际不“黑”内部可保留信息

【大澳门威尼斯人赌场官网2015年04月06日讯】(大澳门威尼斯人赌场官网记者张秉开综合报导)关于黑洞的最新理论认为,进入黑洞的物质和信息不是消失了,而是转化成其他的形式。科学家相信,这个新理论能解决长达40年之久的黑洞“信息丢失佯谬”问题。

据英国《每日邮报》近日报导,一本书被烧掉之后,从理论上讲,这本被烧的书可以根据原有的信息进行复原。但是,科学家普遍认为,在黑洞中,不会发生这样可逆的事件,因为他们不相信黑洞会保留信息。

纽约州立大学布法罗分校(State University of New York at Buffalo)的科学家德坚.斯托考菲克(Dejan Stojkovic)博士和他的合作者提出与之不同的理论。他们在最近的《物理评论快报》(Physical Review Letters)中论述,通过观察黑洞放射出的粒子的情况,如粒子间的相互作用,可以知道黑洞内的信息。也就是说,以前的理论没有认识到黑洞保留信息。

黑洞不是一无所有

斯托考菲克博士认为,新理论的重要意义在于,找到解决长达40年之久的黑洞“信息丢失佯谬”(Information Loss Paradox)争论的途径。

另据科学新闻网站sci-news.com于4月3日的报导,斯托考菲克博士说:“根据我们的研究,信息进入黑洞不会丢失,不会那样简单的不见了。”

斯托考菲克博士和他的合作者安舒.萨伊尼(Anshul Saini)在论文中,给出清晰明白的计算,说明黑洞内的信息如何保存。斯托考菲克博士说:“这个发现很重要,因为以前的物理学家即使相信黑洞中的信息不会丢失,(根据旧的看法)也很难在数学方面描述黑洞内发生了什么。”

斯托考菲克博士和他的合作者安舒.萨伊尼(Anshul Saini)不仅观察黑洞放射的粒子,而且考虑粒子间的微妙相互作用,因此发现在黑洞外可以复原洞内的信息。



(黑洞吞噬星体模拟动画 来源:NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab)

报导说,英国物理学家史蒂芬.霍金(Stephen Hawking)在20世纪70年代提出关于黑洞的理论,认为黑洞能够放射粒子,能量在此过程中丢失,因此黑洞会萎缩,最后消失。霍金的结论是黑洞发射的粒子和黑洞中的情况无关,也就是说黑洞中的任何信息都会在其所吞噬的物质蒸发时完全消失。这就是所谓的“信息丢失佯谬”。

黑洞实际不“黑”

后来,霍金认为自己的理论有误。2014年,霍金说:“通常认为任何东西都不能逃离黑洞。[但是量子理论]能说明能量和信息可以从黑洞逃离。”

霍金认为,如果建立一种将其他的基本力和重力结合在一起的新理论,那么可以解释能量和信息从黑洞逃离的全过程。因此,从这个意义讲,黑洞不是真的“黑”得一无所有。

银河系中心的黑洞 人马座A*位于中间。(图片来源:NASA/STScI,X-ray: NASA/UMass/D.Wang )


斯托考菲克博士的新理论是在早已发现的黑洞放射出粒子的基础上提出的。他说:“粒子间的相互作用可以有多种表现,从重力吸引作用到光子等介质的交换。这些‘相关作用’已经早被我们认识到,但是很多人在过去没有在意其重要性。他们认为这些相关作用很小,不会产生显着的变化,所以在计算时将之忽略不计。我们的计算显示,这些相关作用虽然在一开始被放射的时候小,但是会随着时间的推移变得足够大,从而得到明显的结果。”

黑洞(Black hole)是根据爱因斯坦的广义相对论而推测存在的宇宙天体,因为质量相当大,以至于任何物质和辐射都无法逃逸,所以无法直接观测,主要藉由间接方式得知其存在。目前认为,宇宙中遍布黑洞,几乎每个星系的中心都有一个。

责任编辑:林妍