宇宙可以保密嗎？假設您意識到日記中有有罪的證據。您可以將日記切成小塊，但是頑強的偵探可以將它們重新組裝成原始文件。您可以燃燒日記，但是物理學家會告訴您，至少在理論上 - 灰燼，二氧化碳和燃燒產品的其他產品提供了重建每一頁所需的所有信息。絕望的是，您求助於最終解決方案：將日記放入黑洞中。當然，您的秘密會安全。
直到最近，著名的劍橋大學宇宙學家史蒂芬·J·霍金（Stephen J. Hawking）仍會同意您的看法。但是近30年後，霍金扭轉了他的意見。他在7月在都柏林的一般相對論與重力國際會議上宣布，即使是黑洞也無法破壞信息。
這種心臟變化與大多數物理學家保持一致，大多數物理學家很久以前就被作為神聖和不可變的法律所採用的概念，即能量（能量）從未被破壞。但是，當科學家試圖弄清信息落入黑洞時會發生什麼時，出現了心靈彎曲的悖論。
從一個角度來看，信息似乎同時在兩個地方。
哈佛大學的理論家安德魯·斯特羅辛格（Andrew Strominger）說，了解這些悖論不僅是一項深奧的事業。有了對黑洞謎語的答案，科學家將有能力更好地解決所有物理學中最具挑戰性的問題之一：將量子理論捆綁在一起，該理論統治著非常小的，一般相對論的領域，這是艾爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）在1915年發展的高度成功的重力理論。
儘管大多數科學家認為兩者應該緊密相關，但這些理論仍然頑固地疏遠。許多研究人員堅信，深入研究黑洞的深淵可能會導致重力和量子理論的統一。
實際上，他們一直在押注。
通用賭注
早在1997年，帕薩迪納加利福尼亞理工學院的霍金和宇宙學家基普·索恩（Kip Thorne）還是一位加州理工學家約翰·普雷斯基爾（John Preskill）打賭，如果一個百科全書被百科全書陷入一個洞中，那麼這些卷中的信息將永遠消失。
為什麼任何人都認為否則似乎會感到困惑。通過黑洞的外邊緣（被稱為事件視野）放下一本書，根據愛因斯坦的重力理論，它永遠不會消失。但是，信息保護定律仍然會持續下去。儘管無法訪問，但這些信息將被保留。
如果黑洞是永恆的，那就可以了，作為信息的永久存儲庫。困境是黑洞不是完全黑色的。它們發出少量的輻射，在1975年推理了霍金，因此它們慢慢蒸發。一個黑洞，太陽的大小將需要1066幾年消失。這是一個非常非常長的時期，但不是永恆的。因此，霍金推導出隨著黑洞的方式消失的信息將消失。
加州大學聖克魯斯分校的理論家湯姆·班克斯（Tom Banks）說：“霍金（Hawking）聲稱表明宇宙是黑洞衰敗的整體丟失信息。”
當霍金將量子理論的一些元素引入黑洞物理學時，他就提出了這種觀點。根據量子理論，空間的真空不是空的，但是看到成對的基本顆粒在內外眨眼。每對中的一個夥伴都有負能量，這使該粒子重力在黑洞上結合，而另一個則具有正能量，這使它足夠振盪以從黑洞中逃脫。
如果這種對就在事件視野之外出現，有時負能量粒子會落入孔中，而帶正能量的粒子將留在外面並最終逃脫，霍金斯意識到。
從遙遠的觀察者的角度來看，黑洞的事件範圍輻射了正能量顆粒，這是一種稱為鷹輻射的現象。但是，這些顆粒似乎沒有有關黑洞內容的信息。
現在，考慮黑洞吸收的負能量顆粒。根據一般相對論，質量和能量是等效的。因此，吸收負能量粒子的黑洞失去了質量。如果附近沒有行星或其他碎屑來滋養牠，那麼吸收負能量顆粒的黑洞最終將消失。
當黑洞逐漸消失時，它可能包含的任何信息也是如此。
如果可以通過這種方式破壞信息，它將違反所有物理理論的核心，包括量子理論和一般相對論。事實證明，信息的保護是說您總是可以向後拍攝電影。如果您對一個事件的所有了解（例如，兩輛汽車的碰撞），您總是可以重建他們的過去，汽車撞到之前的道路。同樣，從理論上講，從目前的內容中追踪宇宙的歷史總是可能的。
因此，如果霍金（Hawking）在他的原始猜想中是正確的，那就是信息可能會因垂死的黑洞而消失，物理學家將不得不拋棄其田地的一個基石。
霍金似乎被他的意見逆轉而鬆了一口氣。他在都柏林會議上說：“解決一個困擾我將近30年的問題真是太好了。”
在會議上，他通過向Preskill展示了棒球百科全書，他承認了1997年的賭注。儘管Preskill慷慨地接受了這本書，但他告訴科學新聞在霍金完全解釋了他逆轉背後的物理學之前，他不會考慮BET決定。
甚至霍金的博彩夥伴索恩（Thorne）也在保留判斷力。他說，數學證據也導致了信息丟失的想法。
索恩說：“直到我通過試圖理解發生了什麼並看到其他人的反應的混合，我才會登出賭注。”
Preskill和其他物理學家說，據推測，霍金正在準備的論文將闡明該論點。
即使霍金確實闡明了他的推理，物理學家仍然可能留下蒸發黑洞的信息如何生存或如何重建它的難題。將宇宙的歷史拼湊在一起要比現場證據重建交通事故要困難得多。
表面秘密
信息如何避免因褪色的黑洞而丟失？它必須由霍金輻射攜帶，這是唯一從孔中遠離的東西。但是霍金輻射源於事件視野之外，而不是在孔內。黑洞外部的輻射如何包含有關落入的內容的信息？
“這就是難題，” Strominger說。 “這正是我們不了解的。”
Preskill同意。他指出：“如果我們試圖從我們所知道的物理學開始到結尾蒸發黑洞的過程，我們就會達到矛盾。”
Strominger說：“這種矛盾或悖論在物理學中是一個反復出現的主題。” “在我們對宇宙本質的理解方面的每一個重大進步都是在這種類型的矛盾之前。因此，它並沒有被這種[悖論]感到沮喪，而是非常令人興奮。”
為了幫助解決黑洞 - 信息難題，Strominger和其他物理學家正在轉向稱為弦理論的量子理論的分支。字符串理論假定每個粒子而不是被表示為點，而是可以將其視為一個微小的振動弦。
在一張來自字符串理論的圖片中，可以完全從對象的表面推導對象的基本屬性，就像可以在平坦的二維全息圖上印在平坦的圖案中捕獲三維對象的完整形狀一樣。
這種宇宙的全息視圖是十年前首次提出的荷蘭烏特雷希特大學的喬夫特（Gerard'T Hooff），並已由包括斯坦福大學的Lenny Susskind在內的其他科學家進一步開發。
弦理論表明，實際上什麼都沒有落入黑洞。相反，材料被塗抹在地平線周圍。在這個框架中，黑洞的內部不僅是一個留在外面的人，而且是一種巨大的幻想。
如果什麼都沒有落入黑洞，就沒有悖論。霍金輻射可以從該處帶來信息，因為該信息首先從未進入黑洞。
有一個具體的計算表明弦理論，全息原理與理解黑洞的信息流有關。哈佛大學的Strominger和Cumrun Vafa使用弦理論來計算黑洞的熵，這是其信息含量的量度。該操作的結果與霍金（Hawking）通過使用更多傳統的量子理論概念計算出30年前的量子理論的熵之間有一個完美的匹配。
熵的匹配數值令人鼓舞，但計算的另一個特徵更具誘人性。在這兩種情況下，熵僅與黑洞的表面積或事件範圍有關。黑洞的體積或其內部的任何其他特性都是無關緊要的。這意味著信息在黑洞表面而不是內部。
Strominger說：“在弦理論中，我們發現了一個與一般相對論所描述的黑洞的描述。
他說，仍然缺少的是Rosetta石頭，它將弦樂理論的語言轉化為作為重力gobbler的傳統觀點。研究人員尚未發現亞鏡弦與這些巨大的宇宙野獸之間的一對一對應關係。
邁向解決方案？
看似奇怪的想法是，您可以通過僅研究其表面來學習有關黑洞的所有內容，它的根源在物理學家所說的思想實驗中。
考慮一個黑洞外的觀察者的觀點，他看到某人向事件的視野移動，因此似乎注定要落入。觀察者實際上從來沒有看到經過事件視野的人被遺忘。這是因為事件視野的重力嚴重地扭曲了時空，這會導致時鐘更慢，最終完全凍結了時間。
因此，從黑洞旅行者發送到遙遠的觀察者的光信號，因此將其轉移到越來越長的波長，直到無法再檢測到它們為止。觀察者收到的最終圖像是在活動視野周圍塗抹或扁平的注定旅行者。好像黑洞沒有內部。
Preskill和其他科學家將這種情況更進一步。他們考慮了注定的旅行者，他看到了不同的照片。他在地平線上急忙沒有任何不良影響。從他的角度來看，無論是百科全書還是行星，與他一起跨越事件視野的任何事物都陷入了黑洞，但後來又被內部的巨大引力場撕裂了。
Preskill說：“在兩個不同的參考框架中對同一過程的描述之間的這種極端差異負責黑洞的許多奇異和驚人的特性。”
局外人說，所有信息都位於黑洞的表面上。 Susskind說，內部人士說，信息位於洞中。他指出：“但這是相同的信息。”
據蘇斯金德（Susskind）稱，從泥濘中的一種方法是接受，沒有人可以同時描述一個黑洞，從內幕人士和局外人看到的角度來看。他說：“當您嘗試調和這兩個觀點時，您會陷入麻煩。”
他和兩個同事在十年前提出了這個想法，即對黑洞內部人士和局外人的看法必須單獨考慮，而不是同時考慮的。蘇斯肯德指出，這個概念讓人聯想到量子理論的海森堡不確定性原則，該原理認為不可能同時知道對象的精確位置和動力。
Susskind建議，由於內部人員和局外人永遠無法交流，也許可以同時存在相同的數據。這意味著該信息以某種方式免費複製。他說，量子理論的新應用可能有助於解決難題。
Susskind說：“普遍存在的錯誤之一就是假設'量子'（僅）意味著很小。”他指出，在過去的幾十年中，一些科學家發現，量子力學可以在較大的時空距離上發揮影響力的違反直覺。但是，弦理論表明，量子宇宙變得重要，“當您通過黑洞地平線的鏡頭看世界時，” Susskind說。
Preskill說：“當我們用來描述自然的理論使我們發表不兼容或自相矛盾的陳述時，我們面臨著一個巨大的挑戰……這是一個巨大的機會。”
