信息如何才能逃離黑洞？

參考消息網(wǎng)9月6日?qǐng)?bào)道據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站9月1日?qǐng)?bào)道，在天體物理學(xué)中，有句話叫“黑洞沒(méi)有頭發(fā)”。這意味著，在廣義相對(duì)論中，黑洞是異常簡(jiǎn)單的天體。當(dāng)你描述一個(gè)黑洞時(shí)，只需要知道它的質(zhì)量、它的電荷和它的旋轉(zhuǎn)速度。只要有這3個(gè)數(shù)字，你就掌握了關(guān)于黑洞你能了解的一切。換句話說(shuō)，它們是禿頭——它們沒(méi)有其他信息。

黑洞的這一特點(diǎn)讓天體物理學(xué)家們感到非常沮喪，他們迫切希望了解這些宇宙巨獸如何運(yùn)作。但因?yàn)楹诙礇](méi)有“頭發(fā)”，就沒(méi)有辦法了解它們的更多信息以及讓它們運(yùn)轉(zhuǎn)的是什么。黑洞一直是宇宙中最令人困惑、最神秘的天體之一。

但這個(gè)黑洞“沒(méi)有頭發(fā)”的理念依賴于我們目前對(duì)愛(ài)因斯坦最先提出的廣義相對(duì)論的理解。廣義相對(duì)論關(guān)注時(shí)空的彎曲。有質(zhì)量或能量的實(shí)體會(huì)導(dǎo)致其周圍的時(shí)空彎曲，這種彎曲引導(dǎo)這些實(shí)體如何移動(dòng)。

但這并不是構(gòu)建相對(duì)論的唯一方法。另一種截然不同的方法關(guān)注時(shí)空的“扭曲”而不是彎曲。在這樣的場(chǎng)景下，任何有質(zhì)量或能量的實(shí)體都會(huì)扭曲其周圍的時(shí)空，這種扭曲指示其他物體如何移動(dòng)。

從數(shù)學(xué)角度看，這兩種方法是等同的。但由于愛(ài)因斯坦最先提出了基于彎曲的說(shuō)法，它的使用要普遍得多。

扭曲方法(也被稱為遠(yuǎn)程平行引力)則為在彎曲方法中不明顯的有趣理論見(jiàn)解提供了很大空間。

例如，一個(gè)理論物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)最近探討了遠(yuǎn)程平行引力如何解決黑洞“頭發(fā)”的問(wèn)題。在今年7月發(fā)表于美國(guó)阿奇夫論文預(yù)印本網(wǎng)站的論文中，他們?cè)敿?xì)介紹了自己的工作。

該團(tuán)隊(duì)審視了用所謂的標(biāo)量場(chǎng)(一種存在于所有時(shí)空的量子物體)來(lái)擴(kuò)展廣義相對(duì)論的可能性。標(biāo)量場(chǎng)的一個(gè)著名例證是希格斯玻色子，它賦予許多粒子質(zhì)量。宇宙中可能存在更多的標(biāo)量場(chǎng)，微妙地改變了引力運(yùn)作的方式。物理學(xué)家很久以前就試圖用這些標(biāo)量場(chǎng)來(lái)解釋暗物質(zhì)和暗能量等宇宙之謎。

在常規(guī)的基于彎曲的廣義相對(duì)論中，要增加標(biāo)量場(chǎng)，只有一定的途徑。但在遠(yuǎn)程平行引力理論中，選擇要多得多。該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種方法，用遠(yuǎn)程平行框架給廣義相對(duì)論增加標(biāo)量場(chǎng)。然后，他們用這種方法查看這些原本不可見(jiàn)的標(biāo)量場(chǎng)是否會(huì)在黑洞附近出現(xiàn)。

最終結(jié)果是，如果從遠(yuǎn)程平行角度查看，這些添加到廣義相對(duì)論中的標(biāo)量場(chǎng)讓黑洞有了一些“頭發(fā)”。

這種情況下的“頭發(fā)”是位于黑洞事件視界附近的強(qiáng)標(biāo)量場(chǎng)。關(guān)鍵是，這個(gè)標(biāo)量場(chǎng)攜帶了關(guān)于其內(nèi)部黑洞的信息，這將使科學(xué)家們不必鉆入黑洞就能進(jìn)一步了解它們。