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研究指出蟲(chóng)洞有助于解決黑洞信息悖論

時(shí)間:2022-03-14 17:39:13 來(lái)源: cnBeta.COM


“這被稱(chēng)為黑洞蒸發(fā),因?yàn)楹诙磿?huì)縮小,就像蒸發(fā)的水滴一樣,”理化學(xué)研究所跨學(xué)科理論和數(shù)學(xué)科學(xué)的Kanato Goto說(shuō)道。

然而這帶來(lái)了一個(gè)悖論。最終,黑洞將完全蒸發(fā)--關(guān)于其吞噬內(nèi)容的任何信息也將完全蒸發(fā)。這跟量子物理學(xué)的一個(gè)基本定律相矛盾:信息不能從宇宙中消失。“這表明,目前的廣義相對(duì)論和量子力學(xué)是相互不一致的。我們必須為量子引力找到一個(gè)統(tǒng)一的框架,”Goto說(shuō)道。

許多物理學(xué)家提出疑問(wèn),信息逃脫了--以某種方式在輻射中編碼了。為了進(jìn)行調(diào)查,他們計(jì)算了輻射的--以此來(lái)衡量從黑洞外的人的角度來(lái)看有多少信息被丟失。1993年,物理學(xué)家Don Page計(jì)算出,如果沒(méi)有信息丟失,熵最初會(huì)增長(zhǎng),但隨著黑洞的消失會(huì)下降到零。

當(dāng)物理學(xué)家簡(jiǎn)單地將量子力學(xué)跟廣義相對(duì)論中對(duì)黑洞的標(biāo)準(zhǔn)描述相結(jié)合時(shí),Page似乎是錯(cuò)誤的--熵隨著黑洞的縮小而不斷增長(zhǎng),這表明信息已經(jīng)丟失。

但最近,物理學(xué)家們探索了黑洞是如何模仿蟲(chóng)洞的,這為信息提供了一條逃逸路線(xiàn)。Goto指出,這不是現(xiàn)實(shí)世界中的蟲(chóng)洞,而是一種數(shù)學(xué)計(jì)算輻射熵的方法--“一個(gè)蟲(chóng)洞連接著黑洞的內(nèi)部和外面的輻射,就像一座橋。”

當(dāng)Gota和他的兩位同事結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)描述和蟲(chóng)洞圖片進(jìn)行詳細(xì)分析時(shí),他們的結(jié)果跟Page的預(yù)測(cè)相吻合,這表明物理學(xué)家懷疑信息在黑洞消亡后仍被保存是正確的。

Gota表示:“我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的時(shí)空幾何,它具有類(lèi)似于蟲(chóng)洞的結(jié)構(gòu),在傳統(tǒng)計(jì)算中被忽略了。使用這種新的幾何學(xué)計(jì)算的熵給出了一個(gè)完全不同的結(jié)果。”

但這又提出了新的問(wèn)題。“我們?nèi)圆恢佬畔⑹侨绾伪惠椛鋷ё叩幕緳C(jī)制,”Goto說(shuō)道,“我們需要一個(gè)量子引力的理論。”


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