有一個普遍的觀念，即在每個事物的邊緣通往宇宙的後門是從現實進入一個新領域的出口，在這個新領域中，時間等基本自然法則不再按照我們所理解的方式運作。
一旦跨過這個門檻，會發生什麼，這是一個長期存在的謎團，世界領先的科學家幾十年來一直在思考這個問題，但幾乎沒有任何進展。
現在，一個最近的論文本週在巴黎舉行的會議上提出了一個解決方案以完全不同的方式。
該理論採用一種新穎的方法來解決這個古老的問題，提出宇宙本來就不存在後門。相反，黑洞是無法穿透的物體，稱為毛球。
毛球（是的，毛球）是新的黑洞
俄亥俄州立大學物理學教授、論文的唯一作者薩米爾·馬圖爾表示，當你接近毛球時，你的身體會被摧毀，但奇怪的是，你不會死。相反，你會變成你自己的複製品，以全息圖的形式，永遠嵌入毛球的表面。
美國太空總署
馬圖爾描述了表面作為一個薄薄的模糊空間區域，而不是光滑、獨特的特徵，這就是他想出「fuzzball」這個名字的原因。
當他在 2003 年首次宣布他的模糊球理論時，令科學界興奮不已因為它為有關黑洞的突出悖論提供了解決方案。
這個悖論最初是由天文物理學家發現的40 多年前，科學家一直試圖解釋它。
然而，馬圖爾最初的計算並不符合描述黑洞性質的其他成熟理論。因此，他花了 15 年多的時間來塑造和完善他的論點。
現在，他的最新論文向前邁出了重要一步，表明他將黑洞視為宇宙全息複製機的圖景雖然很奇怪，但可能意味著科學家應該如何思考這些神秘的宇宙野獸，以便更好地理解毛球他們的行為。
但一些科學家對此表示懷疑馬圖爾的結論。儘管他們支持他關於黑洞的新穎觀點，但他們認為你根本不會在遇到毛球時倖存下來，而是會被火燒死。
太空中最極端的環境
美國太空總署
黑洞之所以如此奇特，是因為它們強大的引力，就像太空中的深井一樣，扭曲周圍和內部的空間和時間。
而且，這種握力有能力吞噬一切靠得太近的東西，包括光。這意味著任何落入井中的東西都不會返回，這使得幾乎不可能確定在黑洞邊緣之外發生了什麼。
但這並沒有阻止霍金在 70 年代初首次嘗試尋找一些答案。
與馬圖爾不同，霍金描繪了帶有後門的黑洞，物質透過重力被拉動通過後門。因此，霍金開始探索門外發生的事情，然後進入永恆的黑暗面。
1976 年，他遵循最初由阿爾伯特愛因斯坦和保羅狄拉克和其他許多人一樣，令人震驚的是：黑洞不僅僅是透過後門消耗物質。它們也以輻射的形式發射它。
還有狗悖論
雖然這是一個重大發現，但這種輻射後來被命名為- 它產生了一個令人困惑的問題，稱為黑洞資訊悖論，科學家尚未解決。
美國太空總署/歐空局
但馬圖爾認為他的模糊球理論已經做到了這一點。
根據霍金的理論，霍金輻射是由任何首先落入黑洞的東西產生的。
一些掉進去的東西會被吐出來，而其餘的則被困在黑洞內，最終被摧毀並永遠消失。這就是悖論出現的地方：物理學中最基本的概念之一指出，宇宙中沒有任何物質可以完全失去或破壞，這直接與霍金最初的假設相矛盾。
除了那個小問題之外，這位著名天文物理學家的邏輯是萬無一失的。如今，包括馬圖爾在內的科學家仍然認為霍金輻射是黑洞的合理組成部分，儘管它尚未被觀察到。
近 30 年後，霍金還沒有為他發現的悖論提供令人信服的解決方案，但馬圖爾可能會提供。馬圖爾的不同做法是將黑洞視為沒有後門的固體表面。
解決資訊悖論
馬圖爾所描繪的毛狀黑洞是無法穿透的，因此沒有物質可以落入其中的區域。相反，任何被毛球引力吸引的物體都會落在表面上。
李兆宇/NASA/加州理工學院噴射推進實驗室/米斯蒂山天文台
當這種情況發生時，就會以全像圖的形式創造近乎完美的物體副本。此全像圖繼續存在於黑洞表面，而原始副本則為毛球提供營養。
「原始副本被銷毀。更準確地說，構成原始副本的數據被轉換為一種新的形式，即毛球表面的數據，」馬圖爾在一封電子郵件中告訴《商業內幕》。 “當物質落在表面時，該表面會獲得更多能量，並且會膨脹。”
當馬圖爾在世紀之交首次探索這一理論時，他最初的計算表明，你的全息雙胞胎是你原來的自我的完美複製品。然而，其他科學家認為完美的複製品是不可能的，因為宇宙傾向於偏愛不完美。
馬圖爾的最新論文解決了這個問題，展示瞭如何可以對副本進行輕微修改。
由此，馬圖爾成功地透過兩種方式解決了黑洞資訊悖論：
- 透過移除黑洞內的奇異領域，那裡的資訊被神秘地破壞並永遠失去。
- 透過準確解釋物質到達黑洞時會發生什麼，以及所有物質如何被保存下來並且沒有失去。
「模糊結構解決了這個悖論；這就是我相信它的原因，」馬圖爾告訴《商業內幕》。
毛球串
為了從數學上解釋他的假設，馬圖爾依賴物理學的理論框架，稱為弦理論，這表明宇宙中的所有粒子都是由微小的一維弦組成，這些弦振動並相互作用，從而產生了我們周圍的宇宙。
DrHitch／Shutterstock.com
（這個想法是有爭議的，因為沒有人觀察過一根弦。不過，為一些突出的科學謎團提供令人信服的解決方案，例如量子重力- 也稱為“萬物統一理論”- 所以物理學家還不願意放棄它。
馬圖爾的毛球黑洞其實是巨大的、團狀的繩子集合體。因此，從理論上講，當物體接觸到毛球的表面時，它的質量就會轉化為光，從而產生其前身的全息副本。但其他弦理論家不同意。
加州大學的一組物理學家以馬圖爾的邏輯為基礎2012年提出任何落在毛球表面的東西都會立即被「燒成碎片」並死亡。該團體的「防火牆」理論將科學界分為模糊球的支持者和防火牆的支持者。
解決這個問題的一種方法是進行科學實驗。
馬圖爾在一封電子郵件中告訴《商業內幕》：“很難通過實驗明確地檢查模糊球結構。” 「一種方法是，如果我們能夠在加速器中製造出微小的黑洞，就像[那些]歐洲核子研究中心」。
粒子加速器以接近光速將粒子撞擊在一起，這可以產生類似早期宇宙的極端環境。歐洲核子研究中心（CERN）世界上最強大的加速器能否以這種方式產生微小的黑洞值得懷疑。
無論如何，世界各地有越來越多的科學家支持馬圖爾的想法，他們正在探索理論的不同面向。他們挖掘得越深，就越有可能發現毛球的真相。
這篇文章原本是由商業內幕出版。
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