霍金黑洞悖论世纪谜题将解开？科学家发现量子毛发

　　澎湃新闻记者 王蕙蓉
　　近日，科学家表示可能已经破解了霍金所提出的著名＂黑洞悖论＂，这一谜题困扰了科学家将近半个世纪。
　　据了解，霍金对宇宙起源学的重要贡献之一是1975年发表的黑洞辐射理论。黑洞是宇宙中质量极大、引力极强的区域。霍金以数学计算的方法证明黑洞会产生辐射，这些辐射因此得名＂霍金辐射＂。
　　但霍金曾认为黑洞辐射不包含黑洞内部物质的相关信息，并且所有黑洞最终都会消亡。一旦黑洞消失，黑洞内部物质信息将不知所踪。这些信息的去向之谜就构成了所谓的＂黑洞悖论＂。这与量子物理学的理论背道而驰，因为黑洞里的信息不可能就这样完全消失。
　　目前，英国萨塞克斯大学科学家通过两项研究发现，他们可能已经通过证明黑洞具有＂量子毛发＂(quantum hair)特性解决了＂黑洞悖论＂问题。如果正确的话，这将标志着理论物理学的重大进步。
　　第一项研究发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)。此项研究中，萨塞克斯大学研究人员证明了黑洞比科学家最初想象的要复杂得多，黑洞的引力场包含了黑洞如何形成的信息。他们表示物质坍缩成黑洞时，会在引力场中留下印记，这个印记被称为＂量子毛发＂。
　　图片来自《物理评论快报》(Physical Review Letters)
　　在发表于《物理快报B》(Physics Letters B)的后续论文中，萨塞克斯大学数学和物理科学学院教授Xavier Calmet和密歇根州立大学教授Stephen Hsu表示，＂量子毛发＂可以解决霍金＂黑洞悖论＂。
　　此次，研究人员表示新发现的＂量子毛发＂在黑洞坍塌时，可以提供信息保存的机制，以此解决＂黑洞悖论＂问题。根据这一理论，两个质量和半径相同，但内部成分不同的黑洞，其引力场会有非常细微的差异。
　　＂此前，科学界普遍认为，解决黑洞悖论需要物理学范式上的巨大转变，重新制定量子力学或广义相对论。＂Xavier Calmet教授说道，＂但我们的研究表明，‘量子毛发’理论可以用来对黑洞进行计算，并解释信息是如何存储的，并不需要所谓的新物理学。＂
　　＂量子毛发＂理论目前无法通过天文观测进行验证，因为其引力波动幅度太小，难以测量。
　　伦敦帝国理工学院理论物理学家Toby Wiseman对此表示，前述研究是＂一项很好的工作＂，但他仍不相信这能够解决＂黑洞悖论＂问题。他认为，＂量子毛发＂理论或许可以帮助人类获得一些关于黑洞内部的其它信息，但无法解释黑洞里丢失的全部信息。
　　责任编辑：李跃群
　　校对：徐亦嘉