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霍金最後的研究論文近日發表:黑洞或許有溫度

  英國物理學家霍金今年3月不幸過世,他的一生都在研究物體落入黑洞之後、其攜帶的資訊會有怎樣的遭遇。在他去世之前,還完成了一項重要的研究論文《黑洞熵與軟毛發》(Black Hole Entropy and Soft Hair)。

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  這項研究試圖解決理論物理學家所說的“資訊悖論”問題。在霍金去世後,這篇論文由霍金在劍橋大學與哈佛大學的同事們編寫而成,並於近日在網上發表。

  劍橋大學理論物理學教授、該研究的共同作者馬爾科姆·佩裡(Malcolm Perry)表示,四十多年來,資訊悖論問題“一直是霍金生命的重心”。

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  這個謎題最早可以追溯到愛因斯坦身上。1915年,愛因斯坦發表了著名的廣義相對論,系統性地描述了引力是如何通過物質的時空彎曲效應產生的,以及行星圍繞恆星旋轉的原因。但愛因斯坦的理論還對黑洞提出了重要預言,尤其強調黑洞可以被三個特徵完整定義:即品質、電荷和自轉。

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  但霍金在近60年後指出, 黑洞應當還擁有溫度這一特徵,並且由於物體熱量會不斷散失到太空中,黑洞的終極命運將是徹底蒸發、消失於無形。

  “但問題在於,你把某樣東西扔進黑洞之後,它看起來就像消失了一樣。”佩裡指出,“假如黑洞自身最終也會消失,物體中的資訊又如何才能尋回呢?”

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  而霍金和同事們在此次新發表的論文中指出,也許至少有一部分資訊能夠設法保留下來,並闡述了保留這些資訊的方式。論文中指出,黑洞的熵也許可以被黑洞事件邊界之外的光子記錄下來。他們將這些光子叫做“軟毛發”。接下來,佩裡和同事們必須著重探索與熵有關的資訊是如何儲存在這些“軟毛發”之中的,還要弄清當黑洞蒸發之後、這些資訊如何才能從黑洞中脫身而出。

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