霍金最新黑洞论文引发物理学家争议

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霍金最新黑洞论文引发物理学家争议
2016-02-02 06:33　来源：中国科学报　



科学家认为，在黑洞消失的同时，信息也会消失。

图片来源：nasa,esa,d.coe,g.bacon（stsci）

当史蒂芬·霍金和同事在网上发表了一篇关于黑洞的论文近1个月后，物理学家仍无法就其意味着什么达成一致。

一些人支持预印本的说法，即它为解决霍金在40多年前确认的、被称为黑洞信息悖论的谜题提供了一种具有前景的方式。“我认为，人们对有了一种或许能让我们走出僵局的看待事物的新方法普遍感到兴奋。”最新论文共同作者、美国哈佛大学物理学家andrewstrominger表示。1月18日，在霍金工作的英国剑桥大学，strominger在一次人头攒动的会议上展示了这一成果。

其他人并不确定这种方法能否解决上述悖论，尽管一些人认为，此项工作阐释了物理学中的很多问题。上世纪70年代中期，霍金发现，黑洞并非完全是“黑的”，实际上会发出一些辐射。根据量子物理学原理，粒子对肯定会在视界——黑洞万劫不复的临界点——外面的量子涨落中出现。其中的一些粒子能够逃脱黑洞的引力并带走后者的一部分质量，导致黑洞缓慢地萎缩并最终消失。

在1976年发表的一篇论文中，霍金提出，向外流出的粒子（现在被称为“霍金辐射”）拥有完全随机的属性。因此，一旦黑洞消失，此前曾落入黑洞的任何物质所携带的信息也将消失在宇宙中。不过，这一结果同认为信息和能量一样能被保存下来的物理学定律相冲突，从而产生了上述悖论。

strominger解释说，这篇论文的错误之处在于忽视了真空携带信息的潜力。在最新论文中，他和霍金以及也在剑桥大学工作的第三位共同作者malcolmperry转向了软粒子。这是光子的低能量版本，被称为引力子和其他粒子的假设粒子。直到最近，它们还主要被用于粒子物理学的计算中。不过，论文作者提出，黑洞所在的真空不一定没有粒子，而是存在处于零能量状态的软粒子。

他们写道，结果就是掉入黑洞的任何物质将在这些粒子上留下印记。“如果你处在一个真空中并且呼吸，或者对它做任何事情，都会扰动一些软引力子。”strominger介绍说，扰动之后，黑洞附近的真空发生改变，信息则被保存下来。（宗华）