如果你掉入一個黑洞,你可能期望立刻死去,但實際上你的命運將遠比這樣奇特。
這事兒可能在任何人身上發(fā)生:或許你正在找尋一個新的適宜人類居住的星球,又或者你只是在長途跋涉的時候失足摔倒。無論是什么情況,在某些時候我們總發(fā)現(xiàn)自己遇到了那個老問題:當你跌入黑洞時將會發(fā)生什么?
你可能覺得自己會被碾碎或者被撕成碎片。但是事實遠比那樣奇妙特別。
在你跌入黑洞的瞬間,現(xiàn)實世界將會一分為二。在其中的一個世界里面,你將立刻被燒成灰燼,但是在另一個世界里面你會掉入完全沒有傷害的黑洞。
黑洞是一個瓦解我們所知道的物理法則的地方。黑洞最外面的邊界是它的視界線,伴著能量的閃耀灼燒。在邊界的量子效應創(chuàng)造出向宇宙反輻射的熱粒子流。在足夠長時間之后,這個黑洞會輻射發(fā)散出所有物質(zhì)塊,隨后消失。
所以如果你不小心掉入了這樣的宇宙像差里,將會發(fā)生些什么?
讓我們假設,安妮是在黑洞外看著你掉入到黑洞中的人。當你加速沖向視界線時,安妮看到你全身伸展并且扭曲,如同看到你穿過一個巨大的放大鏡。你離視界線越近時,你行動的速度越慢。
你無法叫喊,因為這里沒有空氣,但你想通過通過手機的光亮給她發(fā)送摩爾斯電碼。然而光波傳送特別慢,并且一直循環(huán)重復?!耙呀?jīng),已……經(jīng)……”
在你終于到達視界線,安妮看到你仿佛被凝固的樣子,仿佛有人按了暫停鍵。你面無表情的試圖穿越視界線的表面,越來越熱烈的高溫將要把你吞沒。在你穿越黑洞的黑暗以前,你將成為灰燼。
但在我們安排你的葬禮以前,讓我們忘記安妮看到的這恐怖的一幕。現(xiàn)在,更奇特的事情發(fā)生了,那就是什么也沒發(fā)生。
你通過自由落體直接進入了自然界最不祥的終點站,并沒有穿過太多荊棘和障礙。
其實,在黑洞外的觀察者無法看穿視界層,它并不像一堵墻那樣,就你而言,這里并沒有視界線。實際上,在一個足夠大的黑洞里,你可以很正常地過完你的余生。
這里的生活將會有多正常?就如同我們所經(jīng)歷時間的那樣,時間只往前走,從不回頭。在黑洞里,時間和空間實際上交換了角色。在某種程度上來說,是時間把你推向了這個奇特的地方,并且你無法轉(zhuǎn)向反方向或逃離黑洞。
這時候你忍不住問,你只是來到一片空地上而已,為什么安妮會認為你在視界線被燃燒了?
其實,從安妮的角度看,你確實是在視界線燒成碎片。那是因為量子物理學要求信息不能丟失。關(guān)于你存在的每一比特信息都必須保留在視界線之外,以免安妮的物理規(guī)則被破壞。另一方面來說,物理規(guī)則也要求你穿越視界線時候不會遇到任何熱粒子或其他不平常的東西。否則你就侵犯了愛因斯坦最幸福的思想,以及他廣義物理學的理論。
有的時候,物理法則會指向一個看似荒謬的結(jié)論。物理學家稱之為黑洞信息悖論。幸運的是,九十年代的時候物理學家找到了解決辦法。
萊納德.薩斯坎德(Leonard Susskind)意識到這里其實沒有悖論,因為沒有人曾見到一個克隆后的你。安妮只是看到了你的一個復制品。這里沒有第三個觀察者可以同時在黑洞的里面和外面觀察。所以,沒有物理法則會被破壞。黑洞給我們揭露的巨大秘密其實是這里沒有真實。事實取決于你問誰,這里有安妮的事實也有你的事實。
在2012年夏天,物理學家團體AMPS(分別為Ahmed Almheiri, Donald Marolk, Joe Polchinski和James Sully)展開了一個思想實驗,這對我們認為我們所理解的黑洞知識又提出了挑戰(zhàn)。
他們認為,薩斯坎德解決悖論的方法依賴于你和安妮的分歧來源于視界線的存在。也就是安妮看不見你在黑洞另一邊的景象。但如果安妮在不通過黑洞的情況下可以看到黑洞的另一邊呢?普通的相對論會說這不可能,但是量子機器使這些法則變得不確定。安妮可以通過愛因斯坦稱之為“鬼魅似的遠距作用”的小把戲偷看一下視界線的另一邊。
所以你掉進黑洞之后到底會發(fā)生什么?沒有人知道答案,并且這已經(jīng)成為基礎物理學最具政論性的問題。對于這個視界線悖論的解決辦法也會讓我們對宇宙產(chǎn)生更深層的理論。
黑洞就是這樣,他們不僅是宇宙旅行者的障礙物,也是理論實驗室對物理法則詭辯的借口。如果自然現(xiàn)實的真相躲藏在某處,去挖掘它最好的地方就是黑洞??赡茏詈玫霓k法是從外面觀察,直到他們弄清楚這整個關(guān)于視界線的事兒。
via bbc
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