誰將解決黑洞的信息悖論？

海生

列諾德·索斯金

單位：斯坦福大學

年份：2008年

專長：超弦理論

觀點：在他的《黑洞之戰》一書中，索斯金說，量子力學表明，即使物體落入黑洞的中心，即那個奇點，但其信息都以編碼的形式被保存在視界上。霍金與他爭論，說信息永遠丟失了，所以量子力學必定什么地方出錯了。

約瑟夫·波爾金斯基

單位：加利福尼亞大學

年份：2012年

專長：在超弦研究中提出D-膜理論

觀點：物體落入黑洞后，信息都會保存在視界上，不過只要黑洞通過霍金輻射損失掉一半的質量，視界就不足以保存里面的所有信息。在這之后，就沒有東西能進入黑洞了。因為一堵“防火墻”將阻止物體進入黑洞。黑洞里面原有的信息將隨著霍金輻射而丟失。

杰拉德·特·胡夫特

單位：烏德勒支大學

年份：2015年

專長：粒子物理，1999年獲諾貝爾物理學獎

觀點：特·胡夫特支持索斯金的觀點。當一個物體接近黑洞的視界，會導致黑洞的引力場發生變化。這又會以某種方式改變霍金輻射，使之可以編碼關于該物體的信息。

斯蒂芬·霍金

單位：劍橋大學

年份：2015年

專長：黑洞研究，因提出霍金輻射而聞名

觀點：在多年堅持認為信息會丟失之后，霍金又改變了調子。2017年，他說，正如三維物體進入黑洞，會在視界上留下其二維的全息圖，整個宇宙事實上也是全息的，所有信息都被保存在邊界。所以，落入黑洞物體的信息不會隨著黑洞蒸發而丟失。

當一個物體越過視界，落入黑洞里面，它就再也出不來了——因此，有關它身份的信息（是方形還是球形？是貓還是狗？是紅色的還是白色的？）也就永遠“陷”在黑洞里面了。但黑洞會以霍金輻射的形式緩慢地蒸發。所以，當黑洞蒸發殆盡之后，那些當初“陷”在黑洞里面的信息命運如何呢？量子力學說，信息永遠不會丟失，可是霍金輻射看起來也不可能攜帶這些信息。這就是所謂的黑洞信息悖論。這里有四位不同領域的物理學家試圖解決這個難題。

如何觀察一個黑洞？

像繞著太陽轉一樣，恒星也繞著銀河系中心的黑洞轉。這個黑洞被稱為人馬座A*。美國加利福尼亞大學的科學家觀察它已經有20多年了。

人馬座A*最近似乎在撕扯一個神秘的天體。2011年，天文學發現一團被稱為G2的氣體云正走在與銀河系中心相撞的路上。他們相信，黑洞在把它吞噬之前，會把它撕成兩半。G2也確實被拉長了一點，但它在行走的路上一直保持完整。科學家現在確信，氣體云里面肯定裹著一顆恒星，是恒星的引力讓這團氣體云免于被撕裂。

但并非所有的恒星都這般幸運。在2015年10月，天文學家在距離我們2.9億光年的星系PGC 043234中，看到超大質量黑洞把一顆恒星撕碎的情景：先是把它攬入吸積盤中，再把它一口吞噬。

比黑洞更離奇

盡管我們有確鑿的證據證明黑洞存在，但仍有很多細節沒有搞清楚，因此也就為各種奇奇怪怪的解釋敞開了大門。一種最離奇的猜測是，存在著蟲洞和白洞。

所謂蟲洞，就是連接空間兩點的捷徑。打個比方，從北京到巴黎，如果繞地球表面行走，需要繞半個地球圓周，但要是穿過地球在北京和巴黎之間打個洞，那就近多了。蟲洞就像一條時空隧道，可以讓空間相距以光年計的兩個地方距離大大縮短。

有科學家猜測，黑洞就是蟲洞的一個洞口。當你掉進黑洞，你（當然，此時你已經被拉成了細長的面條狀了）會進入一條時空隧道，然后從幾光年之外的另一個洞口出來。另一個洞口叫白洞，是黑洞的反面。物質在黑洞只進不出，但在白洞只出不進。蟲洞和白洞在數學上都是允許的，但至今沒有證據表明它們真實存在。

銀幕中的黑洞

物理學家基普·索恩曾為電影《星際》的拍攝獻計獻策。在這部電影中出現的黑洞是最接近科學描述的。只是人掉進黑洞后，被越拉越長這一點沒體現出來。

在2013年出品的《雷神：黑暗世界》中，黑暗精靈擁有黑洞炸彈，能夠用以粉碎敵人，把敵人吸到黑洞里面。盡管假如附近有一個黑洞，這一切都會發生，但擁有黑洞炸彈的想法顯然是異想天開。

在1997年的電影《黑洞表面》中，一艘宇宙飛船試圖通過制造黑洞來巡航宇宙，但不幸陷入“維度混沌”中，導致宇航員自相殘殺。但所謂“黑洞會導致維度混沌”的說法，在科學上并沒有證據。

黑洞簡史

1784年，英國自然哲學家約翰·米歇爾想象一個天體的質量足夠大，以至在它的引力作用下，光也逃出不來。12年后，法國數學家拉普拉斯也獨立地產生了這個想法。

1915年，愛因斯坦發表了廣義相對論。之前的天文學只研究個別的、具體的天體和天文現象，而廣義相對論則把時空結構納入了宇宙學的研究范圍。

1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西得到廣義相對論方程的第一個精確解。這個解暗示了奇點的存在。

1939年，美國物理學學奧本海默，未來美國曼哈頓計劃的領導者，描述了一顆垂死的大質量恒星如何坍縮，最后留下一個黑洞（不過，那時他還沒用“黑洞”這個詞來稱呼）。

1962年，美國天文學家馬丁·施密特發明“夸克星”一詞來稱呼3C273——在銀河系中心一個噴吐著能量流的超大質量黑洞，不過當時人們并不知道它是什么。

1967年，美國物理學家約翰·惠勒，發明了“黑洞”一詞，并流傳開來。

1973年，天文學家達成共識，一致認為首個黑洞候選者是天鵝座X-1。

1974年，霍金提出黑洞會從里面向外輻射能量，這后來叫霍金輻射。

2002年，德國天文學家報道首個證據，認為我們銀河系的中心藏有一個黑洞，叫人馬座A*。