霍金悖论

世界十大悖论:费米悖论、乌鸦悖论、黄油猫悖论、芝诺悖论、霍金悖论、理发师悖论、外祖母悖论、上帝悖论、说谎者悖论、伊壁鸠鲁悖论

霍金悖论:黑洞深处时间静止

霍金悖论打破黑洞理论,掉入黑洞会时间静止获得永生

霍金悖论被称为生死勃论,主要是研究宇宙黑洞的,“霍金讲过一个故事,Bob和Alice是两名宇航员,他们接近了一个黑洞。不知为何,Alice突然飘向黑洞。Bob看到,Alice正飞向黑洞的边缘,时间的终点。她的动作越来越慢,最后完全停滞了,她的微笑慢慢凝固、定格、永生。

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也就是说越靠近黑洞深处,那里的时间就会越加的缓慢,甚至会出现时间静止的现象,而掉入黑洞的人在他人眼里的行动会越来越慢,这也是因为光传播的越来越慢,因为黑洞能够影响到光的速度。但这也算不上是悖论,而是一种对黑洞的猜想与探索。

黑洞是接触另一个宇宙的关键

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霍金认为黑洞这种由星体残骸演化成的漩涡会保留被吞噬物体的痕迹、而且终将释放出少量被撕碎的物质的理论。1975年,霍金创立了闻名世界的理论体系,让黑洞的概念家喻户晓。这一理论主要是说,黑洞不可能透露出东西,所有那些被它吞噬的东西将永远置身于我们的宇宙之外。这一论断被一些人称为“霍金悖论”。

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为了解决“悖论”从而引发了平行宇宙的概念,或者说有多个宇宙共存的说法,因为它与量子理论向抵触。量子理论在原子的水平上对宇宙加以描述,推断出信息时从来不会丢失的。如今,霍金已修改了黑洞理论,认为黑洞是可以“从新开放”的,所吞噬的信息可以以另一种形式释放出来,就像生活中的燃烧一样,只是信息的转化而已。也就是说黑洞在这个宇宙吸收东西,在另一个宇宙吐出来,很可能黑洞就是宇宙的虫洞。

科学家对于黑洞的争论

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黑洞长久以来一直是滋生悖论的肥沃温床。早在1974年,史蒂芬·霍金和以色列希伯来大学的雅各布·贝肯斯坦就证明,黑洞并不是全黑的。相反,它们会辐射出能量,被称为霍金辐射,由光子和其他量子粒子构成——这个过程极其缓慢,但最终会导致黑洞完全蒸发。霍金发现,这个理论存在一个问题。这种辐射看上去相当随机,因此霍金推测它不可能携带任何与掉入黑洞的物质有关的信息。因此,随着这个黑洞蒸发殆尽,它拥有的信息最终必定会消失。然而,这与量子物理的核心宗旨直接冲突,因为量子物理认为信息不可能被消灭。黑洞信息悖论就此诞生。

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几十年来,物理学家一直在努力解决这个悖论。霍金曾认为是黑洞摧毁了信息,向量子力学提出了质疑。其他人并不赞同这一观点。毕竟,霍金的想法源自于他本人对融合广义相对论和量子力学所做的尝试——这一数学壮举本身的艰深迫使霍金必须要作一些近似才行。

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如果信息无法逃逸,也无法被摧毁,就会有越来越多的信息被储存在越来越小的体积之中。但是,如果是这样的话,量子理论预言,无论在哪里,只要物质之间发生碰撞,产生一个微型黑洞的概率就会从几乎为零提高到无穷大。“你应该会在大型强子对撞机里看到黑洞,也应该会在费米实验室里看到黑洞,还应该在上世纪30年代那些房间那么大的粒子加速器里看到黑洞,”美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的理论学家唐·马罗夫说,“甚至当你在草地上跳来跳去时,你也应该看到黑洞才对。”

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显然,这些并没有发生。而另一种可能性,即物质和它携带的信息能够从黑洞中泄漏出来,则是不太可能的。任何落入黑洞的物质都必须要以超光速运动才能逃脱黑洞可怕的引力。最终在2004年,霍金改变了主意,他承认,黑洞最终没有摧毁信息。因为它们都很重,而且从中获取信息都要颇费一番功夫。

霍金悖论的理论推翻

1975年,霍金创立了闻名世界的理论体系,让黑洞的概念家喻户晓。量子理论在原子的水平上对宇宙加以描述,推断出信息是从来不会丢失的。
1976年,霍金称自己通过计算得出结论,他认为黑洞在形成过程中,其质量减少的同时还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的“霍金辐射”理论。但是,理论中提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息,一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后,其中的所有信息就都随之消失了。这便是所谓的“黑洞悖论”。

如今,霍金已修改了黑洞理论,认为黑洞是可以“重新开放”的,所吞噬的信息可以以另一种形式释放出来(大部分以量子信息被释放),就像我们生活中的燃烧一样,只是信息的转化而已。
经过29年的思考,斯蒂芬・霍金表示、他以前对黑洞的看法是错误的。
2004年7月21日,在爱尔兰的都柏林举行“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上,英国传奇科学家斯蒂芬・霍金教授宣布了他对宇宙黑洞的最新研究结果,霍金的态度来了个180度转弯,表示自己原来的观点错了,信息应该守恒:黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞食”,事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息可能会在某个时候释放出来:信息守恒。

霍金激进的新理论颠覆了他30年来为了科学地解释黑洞悖论而进行的努力:被吸入黑洞的物体怎样才能真正消失,不留一点痕迹呢?长期以来他一直是这样认为的,而亚原子理论认为物质的形式可以相互转换,但不可能完全消失。此前、霍金坚持认为、黑洞会摧毁其中所包含的一切微小信息,然后只是正常向外辐射能量。在第17届国际广义相对论和万有引力大会上,霍金提出了令人难以置信的新的计算结果,认为黑洞能够将吞噬的物质慢慢释放出来,而且吸收和释放的方式都只有一种。
62岁的霍金说他不再相信20世纪80年代的理论、当时的理论认为黑洞可能可以通往另一个宇宙空间,这正好可以用来解释被黑洞吞噬的物质和能量去了哪里。霍金站在粒子物理学家一边、长期以来,粒子物理学家们坚持认为任何被黑洞吞噬的物质都不会凭空消失,最后必然以一种特殊的方式释放出来。

霍金面对来自50个国家的大约800名物理学家和其他科学家发表了演讲,他说:(黑洞里)没有我曾设想过的子宇宙分支,物质信息仍然牢牢地保存在这个宇宙里。我很遗憾这让科幻迷们失望了,但如果物质信息被保存了,就不可能利用黑洞去别的宇宙空间旅行。如果跳进一个黑洞,物质能量将以一种被撕裂的形式返回到宇宙中、其中包含以前的信息,但是已经处于无法辨认的状态。
霍金的新理论在物理学权威中激起了怀疑和困惑的浪潮。霍金在发表演讲时,其中的两位领军人物美国哥伦比亚大学的威廉・翁鲁和芝加哥大学的罗伯特・沃尔德不断耸肩摇头表示怀疑。黑洞专家沃尔德说:霍金完全改变了他自己以前的观点――霍金以前认为进入黑洞的一切都会被冲走。他相信从黑洞释放出的任何物质都能追溯到来源。他已经偏离了仍然坚信的理论。

霍金的自我否定,并非是心血来潮,也不是突然想改变他自己原先的理论。因为越来越多的理论证据迫使他不得不作出自我否定。据普雷斯基尔介绍,根据弦理论家的一些研究成果,普雷斯基尔等人已经建立了一个强有力的以显示黑洞真的能保藏信息的理论模式。霍金一直以极大的兴趣跟踪着弦理论家的工作,但霍金的学术论文还没有发表,一切都难有定论。他的新理论是否正确还要经过多方的验证。

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