在量子力学中有两条基本原则,一条叫做“量子决定论”另一条叫做“可逆性”,这两条原则规定信息是不能丢失的。然而随着物体坠入黑洞,描述这些物体的信息也将随之进入黑洞。很显然,当这些信息随着物体一同跨越黑洞事件视界,它们也将随之被黑洞吞噬并永远消失。对于这样显而易见的矛盾性,物理学家们感到沮丧不已。
而信息悖论本身的产生还得从霍金辐射的话题说起,该理论主要的观点是认为物质可以以辐射的形式从黑洞中逃离,但霍金辐射中向外逃离的粒子将不会携带任何关于原先被黑洞吞噬物体的信息。2012年,一个物理学家团队对这一悖论进行了仔细研究并指出,这一悖论所涉及的三大假设不可能都是同时正确的。
更具体的说,幺正性原理和局域量子场论与所谓“无意外”原则相违背。后者指出,当物体穿越黑洞事件视界时不应该出现任何“不同寻常”的事件。相反,研究组指出对于这一问题的简单解决方案应该是,在黑洞事件视界附近的确存在某种“不同寻常”的事件,或者更具体的说,存在一个“火墙”。
它会摧毁任何坠入黑洞的物体。这一观点有些令人意外,因为对于一个足够巨大的黑洞来说,其事件视界附近的曲率是极其微弱的。在那样的情况下广义相对论应该还会其作用,那么根据广义相对论原理,应该不会发生任何“不同寻常”的事件才对。
陈匹欣指出:“所谓火墙,或者说是一个可以被近似视作黑洞边界的高能密度区域,将会摧毁任何试图落入黑洞的物体。”
而当这篇最新论文的作者们前几年开始在日本京都大学汤川理论物理研究所开展相关研究工作时,他们意识到此前提出的火墙理论存在一些问题。根据原先理论,火墙隐藏在黑洞事件视界背后,当一名希望一睹黑洞内部景象的观察者穿过大质量黑洞的事件视界,他将会在穿越这一边界的一瞬间被烧死。但根据研究组最新的工作,他们认为这一量子力学原理构建的死亡区域实际上是可以在霍金辐射原理下出现在黑洞外部的,从而让观察者得以观察到黑洞裸露的火墙全景。
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