物理学家认为他们已经找到了如何从黑洞中检索信息的方法
美国宇航局; M. Weiss/钱德拉 X 射线中心
美国物理学家认为他们已经解决了最大的谜团之一:如何从他们那里检索信息。
一个物体内部的重力强度如此之大,甚至连光也无法逃脱,根据理论,任何有关最终进入内部的量子粒子的数据也无法逃脱。这对科学家来说是一个问题,因为它使得无法预测黑洞的确切演化以及黑洞内部实际发生的情况。再加上量子物理理论指出,关于宇宙的任何信息都不会完全丢失,那么这是怎么回事呢?
加州理工学院的研究人员(加州理工学院)认为,通过使用类似于量子隐形传态的策略,可以检索有关一个量子位(qubit)的信息 - 这不是很多数据,但它是一个开始。只要提前对黑洞进行足够的测量和观察,就应该能够找出这个量子位的状态。
他们的论文依赖于的黑洞辐射理论,它指出黑洞随着尺寸的减小而逐渐蒸发。虽然人们最初认为这种辐射仅由热量形成,但科学家们后来发现它也包含有关黑洞内容的信息。
现在,这个新假设表明,每个落入黑洞的粒子都可以通过事件视界另一侧(黑洞边界)上的链接粒子进行测量。
正如 Adrian Cho 所解释的那样科学杂志,想象一个量子隐形传态场景涉及两个称为爱丽丝和鲍勃的粒子。电子可以具有向上、向下或同时双向旋转的量子态,爱丽丝想将她的电子状态转移给鲍勃。但如果没有其他力量的作用,这是不可能的,因为一旦粒子的状态被测量,它就会崩溃并且无法转移。
这就是想法的所在量子纠缠进来了——爱丽丝和鲍勃有一对额外的“纠缠”电子,它们的状态被锁定在一起(一个必须向上旋转,一个必须向下旋转)。通过将两个未纠缠的电子投射到爱丽丝和鲍勃共享的纠缠对上,鲍勃的电子改变状态,从而反映爱丽丝的电子最初设置的任何状态。
所有复杂的量子物理学的最终结果是,通过以特定方式研究一个粒子,我们应该能够获得与其相关的另一个粒子的状态信息。通过捕获和观察一对纠缠粒子(一个内部一个外部),我们的朋友爱丽丝可以看到内部粒子的状态转移到外部粒子,加州理工学院的科学家提出。
与黑洞相关的大部分工作一样,目前这只是一个假设 -受到批评的人- 但它提供了一个起点,可以帮助研究人员更多地了解黑洞的运作方式。
“可能信息以剩余的状态保存,尽管高度混乱且难以与热状态区分开来,”首席研究员艾丹·查特温-戴维斯写道在荒谬的宇宙博客。 “在非常温和和特殊的情况下,你可以将一个量子比特扔进黑洞,然后恢复它的状态,从而恢复它所携带的信息。”
研究人员正在发表他们的假设物理评论快报(正在印刷中),并且也已出版在线 arXiv.org。