科学探索|研究指出虫洞有助于解决黑洞信息悖论研究指出虫洞有助于解决黑洞

日本理化学研究所的一位物理学家及其两位同事发现，虫洞--连接宇宙遥远区域的桥梁--有助于揭示被黑洞吞噬的物质信息会发生什么的奥秘。爱因斯坦的广义相对论预言，落入黑洞的任何东西都无法逃脱它的魔掌。但在20世纪70年代，斯蒂芬·霍金计算出，如果考虑到量子力学即支配微观领域的理论，黑洞应该发出辐射。
“这被称为黑洞蒸发，因为黑洞会缩小，就像蒸发的水滴一样，”理化学研究所跨学科理论和数学科学的Kanato Goto说道。

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然而这带来了一个悖论。最终，黑洞将完全蒸发--关于其吞噬内容的任何信息也将完全蒸发。这跟量子物理学的一个基本定律相矛盾：信息不能从宇宙中消失。“这表明，目前的广义相对论和量子力学是相互不一致的。我们必须为量子引力找到一个统一的框架，”Goto说道。

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许多物理学家提出疑问，信息逃脱了--以某种方式在辐射中编码了。为了进行调查，他们计算了辐射的--以此来衡量从黑洞外的人的角度来看有多少信息被丢失。1993年，物理学家Don Page计算出，如果没有信息丢失，熵最初会增长，但随着黑洞的消失会下降到零。
当物理学家简单地将量子力学跟广义相对论中对黑洞的标准描述相结合时，Page似乎是错误的--熵随着黑洞的缩小而不断增长，这表明信息已经丢失。
但最近，物理学家们探索了黑洞是如何模仿虫洞的，这为信息提供了一条逃逸路线。Goto指出，这不是现实世界中的虫洞，而是一种数学计算辐射熵的方法--“一个虫洞连接着黑洞的内部和外面的辐射，就像一座桥。”
当Gota和他的两位同事结合标准描述和虫洞图片进行详细分析时，他们的结果跟Page的预测相吻合，这表明物理学家怀疑信息在黑洞消亡后仍被保存是正确的。
Gota表示：“我们发现了一个新的时空几何，它具有类似于虫洞的结构，在传统计算中被忽略了。使用这种新的几何学计算的熵给出了一个完全不同的结果。”
【科学探索|研究指出虫洞有助于解决黑洞信息悖论】但这又提出了新的问题。“我们仍不知道信息是如何被辐射带走的基本机制，”Goto说道，“我们需要一个量子引力的理论。”