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新论文称绊倒斯蒂芬霍金的黑洞悖论可能有一个解决方案

(2024-12-13 09:15:23)

标签：

it

杂谈

新论文称绊倒斯蒂芬霍金的黑洞悖论可能有一个解决方案

By Paul Sutter

published yesterday

Black Holes

一项新的理论提示随黑洞通过霍金辐射慢慢消失，它们的信息可能被保存在微妙的空时涟漪中。

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一个探测空时中被称为引力波的涟漪随它们吐出一个巨大黑洞的航天器的描画。(Image credit: ESA)

没有任何东西被假定来逃脱一个黑洞的事件地平线，而新的研究提示它可能秘密的泄露信息。研究作者说这种泄漏将出现在引力波的微妙签名中，而现在我们知道如何寻找它们。

1976年，斯蒂芬·霍金以他的黑洞不是完全的黑的发现震惊了天体物理学界。相反它们发射微小量的辐射，给定足够长时间，能放出如此多以至于完全的消失。但这引入了一个巨大的问题。信息随它们消耗物质流入黑洞，而这些信息不能逃脱。但霍金辐射不携带有任何信息。如此当黑洞消失时会发生什么呢？

几十年来这种“黑洞信息悖论”一直折磨了研究人员，他们已经开发了许多潜在的解决方案。一种被称为非暴力非局部性。在这种场景中黑洞的内部被通过“量子非局域性” 相连到它们的外部，其中共相关的粒子共享同一的量子态，一种爱因斯坦叫“在一个距离上的诡异行动”的。这种非局域性是“非暴力的”，因为没有任何像一个爆炸或合并那样正在造成跟着发生的引力波的东西，即黑洞外部空时中的涟漪。相反它们正在被黑洞内部和外部之间的量子连接造成。

如果这一假设是真实的，围绕黑洞的空时携带不完全随机的微小扰动。反而是这些变化将被共相关到黑洞内部的信息。然后当黑洞消失了时这些信息将被保存在它之外，这样解决这个悖论。

在最近一篇还没有经过同行评审的预印本论文中，加州理工学院的研究人员调查了这一有趣的假设来探索我们如何可能够来测试它。研究人员发现了这些非局域量子共相关不仅在围绕一个黑洞的空时中留下一个印记，它们还会在当黑洞合并时释放的引力波中留下一个签名。这些签名作为在主引力波信号顶上的微小波动存在，但它们有一个独特的清楚的将它们与通常的波分开的谱。