如果正確的話，這將標(biāo)志著理論物理學(xué)的一個(gè)重大進(jìn)步。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的薩塞克斯大學(xué)的Xavier Calmet教授說(shuō)，在對(duì)這個(gè)問(wèn)題背后的數(shù)學(xué)進(jìn)行了十年的研究之后，他的團(tuán)隊(duì)在去年取得了快速的進(jìn)展，這讓他們相信他們終于破解了這個(gè)問(wèn)題。
Calmet說(shuō)：“科學(xué)界普遍認(rèn)為，解決這一悖論將需要物理學(xué)的巨大范式轉(zhuǎn)變，迫使量子力學(xué)或廣義相對(duì)論的潛在重構(gòu)。我們所發(fā)現(xiàn)的--我認(rèn)為是特別令人興奮的--是這是沒(méi)有必要的。”
霍金悖論歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：量子物理學(xué)的規(guī)則指出，信息是守恒的。黑洞對(duì)這一規(guī)律提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)橐坏┮粋€(gè)天體進(jìn)入黑洞，它基本上就永遠(yuǎn)消失了--連同其中編碼的任何信息?；艚鸢l(fā)現(xiàn)了這個(gè)悖論，幾十年來(lái)，它一直困惑著科學(xué)家。
人們提出了無(wú)數(shù)的解決方案，包括“防火墻悖論”，其中假定信息在進(jìn)入黑洞之前就被燒毀；“模糊球理論”，其中認(rèn)為黑洞有不明確的邊界；以及弦理論的各種奇特分支。但這些建議大多需要重寫(xiě)量子力學(xué)或愛(ài)因斯坦的引力理論的定律，這是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱。
相比之下，量子發(fā)散定理聲稱通過(guò)使用新的數(shù)學(xué)公式彌合廣義相對(duì)論和量子力學(xué)之間的差距來(lái)解決這個(gè)悖論。
這個(gè)名字是對(duì)基于經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)的贊成，即黑洞可以被視為令人驚訝的簡(jiǎn)單天體，只由其質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)速度來(lái)定義。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，對(duì)光禿禿、沒(méi)有特征的黑洞的預(yù)測(cè)被稱為“無(wú)毛定理”。
Calmet和他的合作者認(rèn)為黑洞更加復(fù)雜--或者說(shuō)“有毛”。他們認(rèn)為，當(dāng)物質(zhì)坍縮到黑洞中時(shí)，會(huì)在其引力場(chǎng)中留下一個(gè)微弱的印記。這種印記被稱為“量子毛發(fā)”，作者說(shuō)，它將提供信息在黑洞坍縮期間被保存的機(jī)制。根據(jù)這一理論，兩個(gè)質(zhì)量和半徑相同，但內(nèi)部組成不同的黑洞，其引力場(chǎng)會(huì)有非常微妙的差異。
“我們的解決方案不需要任何猜測(cè)性的想法；相反，我們的研究表明，這兩種理論可以用來(lái)對(duì)黑洞進(jìn)行一致的計(jì)算，并解釋信息是如何存儲(chǔ)的，而不需要激進(jìn)的新物理學(xué)，”Calmet說(shuō)。
沒(méi)有明顯的方法可以通過(guò)天文觀測(cè)來(lái)測(cè)試該理論--引力波動(dòng)將太過(guò)微小而無(wú)法測(cè)量。但是，該理論可能會(huì)受到理論界的有力審查。
倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的理論物理學(xué)家Toby Wiseman教授將這篇論文描述為 “一項(xiàng)很好的工作”，但他仍然不相信它解決了幾十年的悖論。
他說(shuō)，至關(guān)重要的是，這篇論文表明有可能獲得關(guān)于黑洞內(nèi)部的一些額外信息--但并沒(méi)有表明這一現(xiàn)象可以解釋明顯丟失的全部信息。他說(shuō)：“他們沒(méi)有表明這一點(diǎn)，這就是悖論的關(guān)鍵所在?！?/p>
他表示：“我的感覺(jué)是，要真正解決這個(gè)悖論，你必須充分理解量子力學(xué)和引力是如何結(jié)合在一起的。他們正在研究小的修正，但不是兩者的完全結(jié)合?！?/p>
Calmet表示：“當(dāng)你有一個(gè)大的主張，你必須支持它。人們需要一些時(shí)間來(lái)完全接受這一點(diǎn)。這個(gè)悖論已經(jīng)存在了很長(zhǎng)時(shí)間，在世界各地都有非常有名的人，他們多年來(lái)一直在研究這個(gè)問(wèn)題?！?/p>
這項(xiàng)工作發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。
