兩位物理學家的新模型可能解決了黑洞長達40年來的一大謎題

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關於黑洞的一個長久之謎就是當東西掉入黑洞時會發生什麼事? 資訊不能移動得比光快,所以逃離不了黑洞,但我們知道隨著時間黑洞會縮小然後蒸發,釋放出霍金輻射。這困擾了科學家們40多年,資訊不可能就這樣消失。

現在,渥太華大學和密歇根州立大學的物理學家Kamil Brádler與Chris Adami展現出資訊並沒有完全不見,而是從黑洞轉換成霍金輻射,因此也解決了這長久以來的天文學謎題。

超過40年前霍金提出一個理論說: 雖然沒有東西可以逃離黑洞,但外圍的事件視界應該會有一些粒子噴出。這噴流經過時間會偷取黑洞的能量,讓它縮小然後消失。

這噴流不是從黑洞本身出來,所以物理學家們開始想黑洞裡面的資訊會發生什麼事。假如資訊不見的話將會是違反量子力學的定律,而這會產生黑洞資訊悖論(Black Hole Information Paradox) 。

Adami說「這問題從來沒有答案因為霍金的計算無法捕捉霍金輻射對黑洞本身的效應。」

「物理學家們以為黑洞隨著時間會縮小當霍金輻射把黑洞的質量帶走,但沒有人可以用數學來證實此事。」

黑洞資訊
霍金輻射正在把資訊從黑洞裡轉出去嗎? 

許多人試著解答,但很多物理學家都認為在量子重力理論完整後會有答案。量子力學與相對論是人類史上最大的成就但互不相容。黑洞是那種科學事件兩種都需要才行得通。

Brádler與Adami的模型是看霍金輻射所造成的量子效應。他們利用電腦模擬來演化黑洞,他們發現霍金輻射把黑洞裡的資訊帶出去。

Adami說「要執行這計算,我們必須猜測黑洞如何與周圍的霍金輻射場互動。」

「這是因為目前沒有一個量子重力理論可以說明這互動。但看來我們做了正確的猜測,我們的模型與霍金的理論相符,在固定不變的黑洞範圍內。」

他們的發現在Physical Review Letters裡被發表,這是了解黑洞重要的一步。其他的團隊也正在解決資訊悖論這問題。雖然這無法告訴我們關於量子重力理論的未來,但它告訴我們這理論還有很多可以發現的事。

Brádler說「雖然我們的模型只是模型,我們能夠展現黑洞與霍金輻射的互動非常可能與我們的模型有一樣的特性。」

霍金輻射解說有趣影片:

來源: Iflscience