落入“黑洞”，信息真的會(huì)“遁于無形”嗎？

美國麻省理工學(xué)院1月29日?qǐng)?bào)道稱，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)18個(gè)黑洞正在吞噬附近的恒星，已確認(rèn)18個(gè)新的潮汐破壞事件。潮汐破壞事件就是當(dāng)附近的恒星被潮汐引入黑洞并被撕裂的極端事件。這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)已知的近宇宙潮汐破壞事件數(shù)量翻了一番。而就在不久前，來自意大利和西班牙的天文學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了距離地球最近的黑洞，它們潛伏在距太陽僅150光年的畢宿星團(tuán)附近。這些黑洞可能在數(shù)百萬年前從稠密的星團(tuán)中噴出，隨后在星系內(nèi)獨(dú)自游蕩。

黑洞是宇宙中最神秘的天體之一，其性質(zhì)和信息守恒問題一直是科學(xué)家們爭論的焦點(diǎn)。近幾年來，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)4次頒發(fā)給與天體物理學(xué)有關(guān)的科學(xué)家。

2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予三位科學(xué)家。英國科學(xué)家羅杰·彭羅斯因證明黑洞是愛因斯坦廣義相對(duì)論的直接結(jié)果而獲獎(jiǎng)；德國科學(xué)家賴因哈德·根策爾和美國科學(xué)家安德烈婭·蓋茲因在銀河系中央發(fā)現(xiàn)超大質(zhì)量天體而獲獎(jiǎng)。其中，羅杰·彭羅斯的獲獎(jiǎng)被普遍視為向他多年的合作伙伴、已故物理學(xué)家斯蒂芬·霍金的致敬，因?yàn)楹诙葱纬傻睦碚擃A(yù)言中霍金有重要貢獻(xiàn)。

霍金曾在研究了兩年“黑洞是否有溫度”后，最終提出霍金輻射，即黑洞確實(shí)有溫度，且會(huì)發(fā)出熱輻射。但這也帶來了一個(gè)問題：如果黑洞發(fā)出熱輻射，它可能會(huì)完全蒸發(fā)，那么吞噬的所有物質(zhì)信息是否永遠(yuǎn)消失呢？這一問題引發(fā)了一場信息是否守恒的大戰(zhàn)。

在宇宙深處，存在著一種神秘而強(qiáng)大的天體，它的引力極其強(qiáng)大，甚至連光都無法逃脫，這就是黑洞。黑洞的形成源于恒星的演化。當(dāng)一顆恒星燃盡了核燃料時(shí)，它可能會(huì)發(fā)生劇烈的引力坍縮。這個(gè)過程的結(jié)果可能是超新星爆炸，也可能形成黑洞。黑洞是一種極其緊湊的天體，其引力場極強(qiáng)，使得周圍的一切，包括光都無法逃脫。

黑洞有一個(gè)特定的邊界，稱為事件視界，穿過這個(gè)邊界的物體將無法逃脫黑洞的引力。黑洞內(nèi)部存在一個(gè)被稱為奇點(diǎn)的點(diǎn)，其密度無限大，物理規(guī)律無法解釋，這使得我們對(duì)黑洞內(nèi)部的性質(zhì)充滿了猜測(cè)和疑惑。

信息守恒是物理學(xué)中一個(gè)重要的基本原則，它表明物質(zhì)的信息不能被永久消失或破壞。然而當(dāng)物質(zhì)進(jìn)入黑洞后，我們似乎失去了關(guān)于它的所有信息，這引發(fā)了科學(xué)家們之間的爭議，那就是黑洞是否違反了信息守恒定律。

2022年5月公布的銀河系中心超大質(zhì)量黑洞首張照片。（來源：新華社）

1974年，霍金提出了一個(gè)有關(guān)黑洞輻射的理論，即霍金輻射。根據(jù)這個(gè)理論，黑洞并非完全黑暗，而是會(huì)發(fā)射一些微弱的輻射，這意味著黑洞會(huì)逐漸失去質(zhì)量，并最終蒸發(fā)殆盡。霍金輻射為信息守恒問題提供了一種可能的解釋，但科學(xué)家們?nèi)栽谶M(jìn)一步探討其真實(shí)性。

隨著科技的進(jìn)步和對(duì)黑洞的深入研究，一些新的理論逐漸涌現(xiàn)，試圖解決信息守恒的難題。量子引力理論、弦理論等都為我們提供了新的思路，而這些理論試圖在量子層面揭示黑洞內(nèi)部的奇異性，以及信息是否真的在黑洞內(nèi)部被永久喪失。

盡管研究不斷深入，我們對(duì)黑洞有了更多的了解，也在信息守恒的問題上取得了一些突破，然而這些仍然是一個(gè)復(fù)雜而深?yuàn)W的領(lǐng)域，未來的研究將繼續(xù)推動(dòng)我們對(duì)黑洞和宇宙本身的認(rèn)識(shí)。在這場“信息守恒的大戰(zhàn)”中，科學(xué)家們正在不斷努力，試圖揭示宇宙中這個(gè)引人入勝的謎團(tuán)真相。

（作者系科幻作家）