斯蒂芬·霍金有了一個(gè)新的令人費(fèi)解的黑洞理論，這個(gè)怪異的宇宙物體再次給了霍金機(jī)會(huì)來鞏固了他的聲譽(yù)，以證明他是活在這世界上的最著名的科學(xué)家。他在 nature news 上發(fā)表了一篇文章推翻了自己的黑洞理論稱由于找不到黑洞的邊界，因此黑洞是不存在的。他提出了一個(gè)新的“灰洞”理論認(rèn)為，物質(zhì)和能量在被黑洞困住一段時(shí)間以后，又會(huì)被重新釋放到宇宙中。為了使您不會(huì)陷入混亂，請閱讀我們下面的解讀：
黑洞究竟是什么？
這真是一個(gè)好問題。根據(jù)理論物理學(xué)家所言，它們曾經(jīng)是一塊時(shí)空區(qū)域(組成宇宙的結(jié)構(gòu))，由于漸漸聚集到一起，它們巨大的引力就產(chǎn)生了一種被稱為事件視界東西，使得你無法從黑洞中看到任何東西，甚至連光都沒辦法從其中離開。然而在1974年，霍金將量子力學(xué)引入對于黑洞圖片的研究中，引發(fā)了一場直到今天還在進(jìn)行的爭論。
量子理論有什么問題？
量子力學(xué)與物理學(xué)中的另一大理論—廣義相對論，之間存在著一些分歧。因此很難確認(rèn)兩者在何種情況下是有意義的，例如在黑洞這個(gè)問題上就是如此?；艚饘⒘孔永碚搼?yīng)用到黑洞的研究中，并且意識到黑洞并非會(huì)吸收所有的物質(zhì)。相反，黑洞應(yīng)該會(huì)排放少量的輻射，這使它們逐漸萎縮并最終消亡。
好的，因此黑洞并不是不朽的。那么問題在于？
霍金的輻射理論還認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)黑洞消亡時(shí)，其中所有的物質(zhì)都會(huì)隨之消失，但這種觀點(diǎn)卻是量子理論所不能解釋的。在量子物理學(xué)中，即使進(jìn)入另外一個(gè)黑洞之中，關(guān)于原先黑洞消亡的信息是永遠(yuǎn)不會(huì)消失的。其他理論學(xué)家提出了新的理論，即信息可以通過類似蒸發(fā)的手段脫離黑洞，以此來解釋之前的 “信息悖論”。起初，霍金并不贊同這種觀點(diǎn)，直到30年后，他自己證明了這件事的可能性，并被迫承認(rèn)了與另一個(gè)物理學(xué)家7年前的賭約。
這意味著現(xiàn)在所有人都贊同現(xiàn)有的黑洞理論？
但愿如此。在過去的18個(gè)月里，黑洞研究團(tuán)體一直在竭力反對一種由信息悖論衍生出來的觀點(diǎn)—防火墻悖論。由加州圣巴巴拉大學(xué)的 Joseph Polchinski 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)理論，離開黑洞會(huì)產(chǎn)生巨量的能量并在事件視界處制造一個(gè)火墻，并摧毀任何在其中的物質(zhì)。這個(gè)理論打破了相對論關(guān)于穿過事件視界是平安無事的理論—這產(chǎn)生了一個(gè)悖論。
這是量子理論與相對論之間的又一次對決！
事實(shí)確實(shí)如此。防火墻悖論意味著這兩種理論有一種是錯(cuò)誤的，所以物理學(xué)家們爭先恐后地在兩種理論間尋找一種不會(huì)產(chǎn)生火墻問題的平衡性的解釋?，F(xiàn)在霍金已經(jīng)介入其中，并表示想要解決這個(gè)問題的辦法，就是放棄那個(gè)讓黑洞變得如此奇妙的東西—事件視界理論。
等一下…這是否意味著實(shí)際上你是可以從黑洞中逃脫的？
當(dāng)然，想要從黑洞中逃脫你可能先要有能力以光速行駛。在本周早些時(shí)候，霍金在網(wǎng)上發(fā)布的文章中說道：“事件視界不存在并不意味著黑洞并不存在—從物理學(xué)的角度來說，光線是不可能無窮盡的傳播的”。相反，黑洞表面存在一種“表觀視界”，它可以吸收光線，但也會(huì)因?yàn)榱孔硬▌?dòng)的原因?qū)е滦螤畎l(fā)生變化，這便給光線的逃脫帶來了可能性。
這兩種視界真的那么不相同？
答案目前還不清楚。表觀視界的觀點(diǎn)并不是一個(gè)全新的觀點(diǎn)，霍金以及牛津大學(xué)的Roger Penrose之前曾經(jīng)運(yùn)用廣義相對論證明了這兩個(gè)視界其實(shí)是相同的。在霍金最近的一篇論文中提到，運(yùn)用量子力學(xué)可能可以揭示兩者的不同。
那這是一個(gè)新的理論嗎？
這么說其實(shí)不確切。這篇新論文主要是試圖用這些觀點(diǎn)來解決防火墻悖論的問題。將事件視界的概念消除自然也就沒有了防火墻悖論。那么接下來人們通常會(huì)認(rèn)為量子信息自然就會(huì)丟失，但是霍金表示事實(shí)并非如此。他認(rèn)為，黑洞在視界以下部分的結(jié)構(gòu)是混亂的，這使得我們很難去推斷信息究竟是如何被釋放出去的。換句話說，霍金認(rèn)為信息的丟失，是一種幾乎沒有辦法去解釋的現(xiàn)象，但這并不意味著實(shí)際上信息被毀滅了?；艚鹪谖闹袑懙溃骸斑@就好像天氣預(yù)報(bào)一樣，我們沒有辦法預(yù)測超過一定天數(shù)之后的天氣的情況?！?br>
他是正確的嗎？悖論被解決了？
霍金的論文很短，只有兩頁的文本，很難讓人從中得到任何站得住腳的結(jié)論，但這已經(jīng)引起了一些研究者的質(zhì)疑。Polchinski說道：“目前尚不明確他期望周圍的觀察者觀察到的現(xiàn)象。他的理論就好像用混亂墻的概念取代了防火墻的概念，但其實(shí)這兩者可能就是同一種物質(zhì)。”英國約克大學(xué)的Samuel Braunstein 之前也積極的參與了關(guān)于防火墻悖論的辯論之中，他對霍金的觀點(diǎn)也不信服：“我真的沒有看到任何證據(jù)可以證明他所談?wù)摰臇|西里面并不包含防火墻的概念。”
假如霍金是正確的呢？
如果黑洞真如霍金所描述的那樣，那將會(huì)在量子力學(xué)和廣義相對論中得到更好的解釋。Braunstein 說道：“我們可能會(huì)學(xué)到一些關(guān)于整個(gè)宇宙的簡單結(jié)構(gòu)真正有意義的新的物理學(xué)知識?！钡瑫r(shí)也指出，我們也很可能沒有辦法學(xué)到，因?yàn)榛艚鹂赡苁清e(cuò)的。
霍金介意自己的理論是錯(cuò)誤的嗎？
每個(gè)人都討厭犯錯(cuò)誤，而霍金也不例外。在霍金70歲生日的時(shí)候，他接受《新科學(xué)家》采訪時(shí)表示：信息被黑洞所摧毀，這一觀點(diǎn)后來被證明是錯(cuò)誤的，這被看作是他一生中“最大的錯(cuò)誤”—至少在科學(xué)研究方面是的。
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