ASC科研发现：虫洞可以帮助解决一个臭名昭著的黑洞悖论

信息通过黑洞事件视界后会发生什么？有人建议虫洞的几何形状可能会帮助我们解决这个棘手的问题——但至少可以说，数学很棘手。

在一篇新论文中，一个国际物理学家团队找到了一种解决方法，可以更好地理解坍缩黑洞如何避免破坏量子物理学的基本定律（稍后会详细介绍）。

尽管理论性很强，但这项工作表明，在用量子力学解决广义相对论的过程中，我们可能缺少一些东西。

“我们发现了一种新的时空几何结构，它具有在传统计算中被忽视的类似虫洞的结构，”康奈尔大学和日本 RIKEN 的物理学家 Kanato Goto 说。

“使用这种新几何计算的熵给出了完全不同的结果。”

黑洞信息悖论是爱因斯坦广义相对论与量子力学之间尚未解决的矛盾之一。

在广义相对论下，黑洞的视界是一个不归路。所有超过这个临界点的东西都会无情地被吸入黑洞的引力井中，宇宙中的任何速度，甚至真空中的光速，都不足以达到逃逸速度。没了，就这样。卡普特。无可挽回。

由 广告合作伙伴 赞助赞助视频观看以了解更多信息然后在 1970 年代出现了斯蒂芬霍金，他暗示，当考虑量子力学时，黑洞 毕竟可以发射辐射。

根据理论，这是由于黑洞对周围粒子的波状特性的干扰而发生的，有效地使其“发光”，温度随着黑洞变小而变热。

最终，这种辉光会使黑洞缩小到零。

“这被称为黑洞蒸发，因为黑洞会收缩，就像蒸发的水滴一样，” Goto 解释说。

由于“辉光”看起来不像一开始进入黑洞的东西，所以进入蒸发黑洞的东西似乎永远消失了。但根据量子力学，信息不能简单地从宇宙中消失。许多物理学家已经探索了这种信息以某种方式被编码在霍金辐射中的可能性。

Goto 和他的团队想通过计算黑洞周围霍金辐射的熵来从数学上探索这个想法。这是衡量系统混乱程度的指标，可用于诊断霍金辐射中的信息丢失。

根据物理学家唐·佩奇 1993 年的一篇论文，如果随着黑洞的消失，无序逆转并且熵下降到零，则应该避免丢失信息的悖论。不幸的是，量子力学中没有任何东西可以让这种逆转发生。

进入虫洞，或者至少是一个非常具体的宇宙模型下的虫洞的数学复制品。这是弯曲时空的两个区域之间的连接，有点像跨越峡谷的桥梁。

Goto 说，以这种方式与黑洞一起思考它为我们提供了一种计算霍金辐射熵的不同方法。

“虫洞连接黑洞内部和外部辐射，就像一座桥梁，”他解释道。

当团队使用虫洞模型进行计算时，他们的结果与佩奇熵曲线相匹配。这表明，黑洞事件视界之外的信息可能不会永远丢失。

但是，当然，仍然存在一些问题。在这些问题得到解答之前，我们不能认为黑洞信息悖论得到了最终解决。

“我们仍然不知道信息如何被辐射带走的基本机制，” Goto 说。“我们需要一个量子引力理论。”

该研究已发表在《高能物理学杂志》上。