1974年,霍金用量子力学给黑洞判了死刑:黑洞并非永恒黑暗,它会向外辐射粒子(即霍金辐射),最终像水滴蒸发般消失。但问题来了,霍金计算显示,辐射出的粒子完全随机无序,这意味着黑洞内部的信息永远丢失了。
这下子可捅了马蜂窝了,量子力学的铁律告诉我们:宇宙所有信息只能转换形态,绝不会凭空消失。如果黑洞真能删除信息,那整个量子物理大厦都要推倒重建。霍金本人也承认这是个令人难堪的矛盾,甚至为此和基友索恩打赌十年。
2019年人类拍到M87星系黑洞的照片,那个橙红色的光环让无数人热血沸腾。可是,那只是黑洞的影子,是透过雾玻璃看到的模糊轮廓。真正的真相藏在事件视界(黑洞边界)之内:当物质跨过这个临界点,就连光都无法逃脱,更别说信息了。
根据爱因斯坦方程,黑洞内部的时空会扭曲成一个无限致密的奇点。比如说,把地球压成一颗黄豆,再往里塞进整个太阳系……这显然超出了人类物理认知的极限。
近几年,物理学家发现,霍金辐射的过程其实暗藏玄机:被撕裂的量子纠缠对(一对粒子本应共享信息)中,逃逸的粒子并非完全随机。一半被黑洞吞掉,另一半却带着特殊指纹,这些细微的能量波动可能编码着黑洞内部的信息。
甚至黑洞或许是个宇宙级的压缩包,黑洞的边界(视界)可能正以类似方式存储着被吞噬物质的全部信息。霍金晚年还提出了一个软毛发理论,堪称脑洞大开:黑洞视界上漂浮着无数低能光子和引力子(类似静电场中的微弱波动),当黑洞蒸发时,它们会随霍金辐射散落太空,只不过信息被揉成了一团量子乱码。
中国科学家在M87黑洞观测中发现的喷流弯曲结构,那些扭曲的等离子体流仿佛在暗示:黑洞并非封闭系统,它可能通过某种未知机制与宇宙进行着量子对话。
如今,物理学家正用超弦理论、虫洞模型甚至量子计算机模拟黑洞。2023年,哈佛团队在实验室里用量子比特复现了微型黑洞信息逃逸过程,结果与全息原理预测高度吻合。
但是,黑洞仍是宇宙最危险的思想实验场,当你凝视这个深渊时,它也在用扭曲的时空回望你:或许信息从未消失,只是被宇宙藏进了更高维度的保险柜,或许我们所谓的现实,不过是黑洞视界上跳动的全息投影。
那么问题来了:如果未来某天,旅行者一号穿越黑洞后发回一串神秘信号,你会相信那是它从另一个宇宙传来的明信片吗?
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