黑洞信息悖论:宇宙中信息是守恒的,黑洞除外

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北京时间8月6日消息,据国外媒体报道,宇宙真的很爱惜当时人的信息:宇宙不喜欢创造新的信息,它但是喜欢销毁已有的信息。

事实上,用“喜欢”你这个 词随便说说是太弱了。为宜就大伙目前所知——但是大伙肯能非常非常努力地工作去进行验证,大伙发现宇宙中的信息从来不必被创发明家 家 来,也从来不必被毁灭,用最简单语句来说:宇宙中信息是守恒的。

黑洞除外。这是咋回事,大伙来解释一下。

信息过载

首先,大伙时需定义一下哪些地方是信息,以及为哪些地方信息应当被保存下来。物理学基于决定论:大伙可不必能运用物理学原理去预测一2个多多系统的未来变化,这是物理学的意义所在。不论这是盒子中的一2个多多粒子,还是一次简化的化学反应,抑或是整个宇宙,大伙的物理学知识让大伙可不必能做出明确而可靠的预测,凭借大伙对于当下的知识去预言未来。

同样的办法也可不必能带领大伙回溯过往。肯能大伙了解一2个多多系统,没哟可不必能延伸至未来的物理学定律也同样适用于过去,大伙可不必能向前肯能向后拨动时钟,观察你这个 系统在过去从前怎样发展,以及在未来肯能怎样发展。

正是你这个 可逆性让大伙得到了信息可不必能被保存的结论。肯能大伙完全了解一2个多多系统——其中所带有的每一2个多多粒子的位置和高度,所有粒子的自旋和电荷,以及所有什么都有有情况表,没哟物理学定律将可不必能别问大伙哪些地方地方粒子在过去和未来的演变情况表。这也就表明,一2个多多系统的原始信息是随时间动态存储的,它们但是随时间变化,而没哟被创造肯能毁灭。

再见,黑洞

乍一看,黑洞似乎是对信息的威胁——物质会落入黑洞,和它所携带的信息一同被消灭掉。但从一2个多多内部人员观察者的高度,比如大伙的高度看上去,随便说说没哟任何东西落入了黑洞——它们但是越过了一2个多多边界。但是对于信息来说这似乎从不哪些地方大事,它没哟被毁灭,也没哟被创造。

但是黑洞似乎会“融化”,这肯能会引发什么都有有哪些地方的问题报告 。

英国物理学家史蒂芬·霍金在上世纪1970年代最先发现,黑洞从不完都有 黑的。它们会发“光”,尽管非常非常微弱。这但是所谓的“霍金辐射”,但你这个 辐射基本什么都有有什么都有有什么都有有什么都有有有 以热量的形式。它就你这个于散热,就像你身体的体温散热一样。

这就导致 黑洞辐射的数量和温度只取决于黑洞三种的质量,自转和电荷。除此之外没哟任何什么都有有因素。也但是说,不管你往黑洞里丢哪些地方,不管是一本书,一只猫还是一艘宇宙飞船,它发出的霍金辐射都将是一样的。

从前一来,情况表就会出哪些地方的问题报告 。随着黑洞“融化”,它会损失能量,这导致 它损失质量,最终消失——黑洞会和它携带的信息一同消失?

也但是说,肯能信息无法跟随霍金辐射一同从黑洞中逃离出来,而黑洞三种会逐渐消失,没哟哪些地方地方信息会存在哪些地方?它们会消失吗?从前可就和前面说到的宇宙信息守恒原则相违背了。于是,一2个多多悖论产生了。为甚办?

新的物理学

大伙目前并没哟处置黑洞信息悖论的良方,但这从不妨碍聪明的科学家们设想什么都有有肯能的潜在方案。

比如说,有人提出,哪些地方地方信息或许并没哟消失。尽管这看上去简单,但你这个 方案几乎导致 重写完全物理学。到目前为止黑洞是唯一一2个多多让大伙在信息守恒你这个 点上进退两难的对象,但是,就为了处置黑洞的信息哪些地方的问题报告 ,真的值得大伙重写整个物理学吗?但是话又说回来,在物理学史上,这也都有 大伙第一次把物理学整个推倒重来了,但是黑洞也随便说说是一2个多多很有说服力的对象。

也或许,霍金辐射要比大伙目前了解的更加简化深刻;或许黑洞中的信息真的以三种办法“渗入”了霍金辐射之中并逃离了黑洞;或许霍金最结束英文进行的分析太过于简单了;或许透过对霍金辐射细致的分析,大伙可不必能从中找到线索,复现出产生它的书本,小猫和宇宙飞船,从而证明霍金辐射随便说说携带了其内部人员的信息。

你这个 想法很好,可不必能挽救整个物理学,让黑洞信息哪些地方的问题报告 不再存在,可哪些地方的问题报告 是,似乎你这个 情况表真实存在的肯能性不太高。

当然还有什么都有有什么都有有什么都有有什么都有有什么都有有的理论,比如说落入黑洞的信息被传输到了另外一2个多多时光图片 等等。但不管怎样,为宜在目前为止,大伙还没哟确切的回答。

不过,黑暗之中都有 光明,最简单的什么都有有:不管哪一2个多多理论最终胜出,它几乎都将导向全新的物理学,给你类获得更加深入的物理学洞察。不管大伙最终怎样得以处置你这个 悖论哪些地方的问题报告 ,人类都将加深对于宇宙本质的了解。