去年，英國理論物理學家暗示他和幾位同事正在進行的研究可以解決臭名昭著的問題黑洞資訊悖論，其中指出有關被破壞的物質的信息，根據愛因斯坦的根據我們對量子力學的理解， ，應該從根本上是守恆的。
現在，這篇論文終於發佈到網路上了，正如霍金所暗示的八月回來，這個悖論的解決方案可能是在事件視界上形成的黑洞“毛髮”，對被吸入的任何東西留下一種二維全息印記。可以為他贏得諾貝爾獎。
但讓我們退一步，因為這裡有很多東西需要你思考。
首先，黑洞資訊悖論。問題在於根據愛因斯坦的廣義相對論，由於我們對重力如何與宇宙及其中的一切相互作用的了解，所有跨越黑洞邊界（稱為事件視界）的資訊都將永遠失去。連光也無法倖免，這就是黑洞得名的由來。
然後在 20 世紀 70 年代，霍金提出，宇宙中充滿了“虛粒子”，根據我們對量子力學工作原理的了解，這些粒子會忽隱忽現，一旦接觸就會相互湮滅——除非它們恰好出現在黑洞事件視界的兩側。正如 Devin Powell 在 Smithsonian.com 上解釋的那樣，在這種情況下，一個粒子被吞噬，另一個粒子輻射到太空中。
「逃逸的輻射在黑洞離開時會竊取能量，因此黑洞會隨著時間的推移而失去質量。它最終會蒸發而不存在，」鮑威爾說。 “根據霍金的計算，揮之不去的輻射——消失的黑洞的唯一痕跡——不包含有關黑洞如何形成以及牠吃什麼的有用信息。”
因此，根據霍金的說法，當黑洞消失時，資訊將永遠丟失，這是一個問題，因為量子力學表明資訊永遠不會丟失。因此出現了悖論。
伊森·西格爾/轟動一時
1973年，美國理論物理學家約翰·惠勒（John Wheeler）創造了相位，“黑洞沒有毛髮”，這引發了一場關於黑洞是「光禿禿的」、毫無特徵的，還是有「頭髮」的激烈爭論。
「有頭髮與沒有頭髮」的爭論是這樣的：如果黑洞是光禿禿的，這意味著它們之間不會有明顯的區別，無論它們吸收了什麼資訊——它們都具有相同的質量、電荷和角動量，沒有其他顯著特徵。
另一方面，如果黑洞有頭髮——或者正如邁克爾·伯恩 (Michael Byrne) 在 Motherboard 上所描述的那樣，「時空的微小變形」——那麼我們就可以獲得有關單一黑洞消耗了什麼的某種資訊。
霍金多年來一直在“頭髮”方面爭論，現在他說它可以解決黑洞資訊悖論。
霍金在一次會議上表示：“我建議資訊不像人們想像的那樣儲存在黑洞內部，而是儲存在黑洞的邊界，即事件視界上。”時間回到2015年8月。「本次講座要傳達的訊息是，黑洞並不像描繪的那麼黑。它們並不是曾經想像中的永恆監獄。物質可以從黑洞的外部逃出來，也可能從另一個宇宙中逃出來。」 ” 。
在已發表的論文中線上 arXiv.org霍金和他的同事，劍橋大學物理學家馬爾科姆·J·佩里和哈佛大學物理學家安德魯·斯特羅明格認為，他們已經採取了一些具體的、可證明的步驟來解釋資訊如何吸進黑洞後逃離黑洞。
“我們證明，當帶電粒子進入時，它會向黑洞添加一個軟光子。因此，它會向黑洞添加‘頭髮’，”斯特羅明格告訴塞斯·弗萊徹科學美國人。
這個想法是，當帶電粒子被吸入黑洞時，它們的訊息會在事件視界上留下一種二維全像印記。這意味著，雖然一個物體的所有物理成分都會因為黑洞的遭遇而完全消失，但它的藍圖仍然存在。
所以作為光粒子（光子）被黑洞噴射- 一種稱為霍金輻射- 他們可以從事件視界拾取資訊藍圖並將其帶回宇宙。 “有關進入粒子的信息被返回，但以混亂且無用的形式返回，”霍金八月說。 “這解決了資訊悖論。出於所有實際目的，資訊都丟失了。”
我們在八月就聽到了這一切，但現在這篇論文已經在網路上發表，霍金、佩里和斯特羅明格的論點可以經歷以下過程：。由於論文尚未提交給科學期刊，同儕審查過程將保持非正式狀態，歡迎科學家提出批評。
我們已經開始聽到他們的聲音，正如 Devin Powell 在 Smithsonian.com 上解釋的那樣：
「尚未有人報告計算中存在錯誤，但人們開始擔心該理論充其量是不完整的。北歐理論物理研究所的薩賓·霍森菲爾德質疑所提出的軟毛可以編碼多少信息。她還指出論文沒有解釋一旦黑洞蒸發就會隨黑洞一起消失的毛髮如何將它們的訊息轉移到剩餘的輻射中。
“我根本不相信霍金、佩里和斯特羅明格提出的新想法可以解決資訊遺失問題，”霍森菲爾德在她的部落格上寫道，逆反應。 “但這似乎是一條有趣的途徑，值得進一步探索。”
正如佩里所承認的那樣，他、霍金和斯特羅明格並不能百分之百確定這是否是黑洞資訊悖論的正確答案，但他們的論文現在已經發表，供同行們挑選所有內容並幫助他們找出答案。 “我們說這是邁出的一步，”他總結道。
欲了解更多信息，請觀看 Seth Fletcher 對 Strominger 的採訪於科學美國人，兩人在論文中詳細討論了許多細節。有一點是肯定的，雖然論文的細節可能超出了普通人的理解範圍，但他們確保如果你是理論物理學家，今天和未來幾個月將是生活的美好時光。
