童鞋们好,我是霍金。这是我第一次来原理。这几天我人都在瑞典,皇家理工学院主办了一场“霍金辐射会议”。我提出了一个新理论以解决黑洞信息悖论。下面我就给大家讲讲我和我的合作者如何破解长达40年的黑洞谜题:当粒子信息穿过黑洞的视界时会发生什么事情,即所谓的“信息悖论”。黑洞并不是全黑的,它也不是永远将物质囚禁的粉碎机。
在我们生活的世界里,从无穷小的亚原子到广阔无垠的时空,量子力学和爱因斯坦的广义相对论分别很好的描述着各自的世界,但是两者之间又水火不容。当一颗巨大恒星耗尽它的燃料时,在自身的引力下将迅速塌缩形成一个黑洞。黑洞具有强大引力,以至于一切物质——包括光在内——一旦陷入就无法逃脱。广义相对论预言当物质信息落入黑洞的时候,信息无法逃脱,这意味着它的所有物理信息都将被摧毁。
但是,量子力学又严格的规定了所有的信息不可能被消灭。可想而知,这其中必定存在悖论。
从1970年开始,物理学家就试图结合两个基本理论以解决信息悖论。我和我在剑桥的同事Malcolm Perry和哈佛的朋友Andrew Stromberg想到了一个绝妙的解决方法:其实,这些粒子从一开始就没有真正的落入黑洞内。这是什么意思呢?
物体的的信息并不像以往所期待的储存在黑洞的内部,而是将被永久的储存在黑洞的边界——事件视界。信息是以我们称作“超级转换”的形式被储存的。意思是当粒子落入黑洞时,其信息会被视界捕捉并存储,超级转换就好像全息胶片那样能捕捉并储存落入粒子的所有信息。也就是说,尽管你本人掉进了黑洞中,你的特征——关于你的一切信息——仍将留在视界中。虽然信息能够从黑洞里逃脱,但是它已经完全变样了。
落入粒子的信息将会以混乱、无用的形式返回,从实际的用途来看,信息相当于消失了。
我们因此也发现,黑洞并非是摧毁一切的怪物,它或许提供了一个前往其他宇宙的可能性。这是有可能的,只要黑洞非常巨大,且如果它在旋转,那么它或许真的是前往另一个宇宙的通道。但是你将无法回到我们的宇宙之中。因此尽管我热衷于太空飞行,但是我不会想要尝试通过黑洞前往另一个宇宙。童鞋们,有意思不?不仅解决信息悖论,还提供了一个穿越平行宇宙的可能性。期待我们下次再见。