[图片]解决防火墙悖论
霍金的这项工作目的是想尝试解决所谓的“黑洞防火墙悖论”。在过去的两年多来,这个问题一直困扰着物理学家。它最早是由卡维利研究所的理论物理学家约瑟夫·波钦斯基(Joseph Polchinski)和同事们提出来的。
在一次思想实验中,波钦斯基想象如果有一名不幸的宇航员落入黑洞时将会发生什么事情。事件边界是爱因斯坦广义相对论下自然导出的数学结果,其最早是由德国天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)在1915年写给爱因斯坦的一份信件中给出的,当时距离爱因斯坦发表其广义相对论还不到1个月。根据这一理论,宇航员在经过事件边界时将浑然不知,他会继续下降,直到开始感受到引力将其身体拉长——所谓的“意大利面化”,并最终抵达黑洞的核心——奇点,粉身碎骨。所谓奇点是理论上认为存在的黑洞核心体积无穷小,密度无限大的一个奇特区域。
然而,当波钦斯基仔细审视这一情景时,他和研究组发现,如果考虑量子理论原理,那么这里的情景可能将会被完全颠覆。量子论被认为是控制着微观粒子运动行为的物理理论。他们认为,根据量子理论,黑洞的事件边界应当是一个剧烈的高能区域,或者可以将其视作黑洞的“防火墙”,它会将穿过这一区域的宇航员“焚烧”。
这一就产生了问题——尽管黑洞防火墙理论遵循了量子理论,但它与爱因斯坦的广义相对论不尽吻合。根据广义相对论,这名正在经历自由落体的宇航员应当会感受到与在宇宙其它区域完全相同的物理学效应,不管他是正在向一个黑洞下落,还是他正漂浮在空旷的星系空间里。根据爱因斯坦的理论,黑洞的所谓事件边界应当是一个“不那么显眼”的区域。
霍金的这项工作目的是想尝试解决所谓的“黑洞防火墙悖论”。在过去的两年多来,这个问题一直困扰着物理学家。它最早是由卡维利研究所的理论物理学家约瑟夫·波钦斯基(Joseph Polchinski)和同事们提出来的。
在一次思想实验中,波钦斯基想象如果有一名不幸的宇航员落入黑洞时将会发生什么事情。事件边界是爱因斯坦广义相对论下自然导出的数学结果,其最早是由德国天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)在1915年写给爱因斯坦的一份信件中给出的,当时距离爱因斯坦发表其广义相对论还不到1个月。根据这一理论,宇航员在经过事件边界时将浑然不知,他会继续下降,直到开始感受到引力将其身体拉长——所谓的“意大利面化”,并最终抵达黑洞的核心——奇点,粉身碎骨。所谓奇点是理论上认为存在的黑洞核心体积无穷小,密度无限大的一个奇特区域。
然而,当波钦斯基仔细审视这一情景时,他和研究组发现,如果考虑量子理论原理,那么这里的情景可能将会被完全颠覆。量子论被认为是控制着微观粒子运动行为的物理理论。他们认为,根据量子理论,黑洞的事件边界应当是一个剧烈的高能区域,或者可以将其视作黑洞的“防火墙”,它会将穿过这一区域的宇航员“焚烧”。
这一就产生了问题——尽管黑洞防火墙理论遵循了量子理论,但它与爱因斯坦的广义相对论不尽吻合。根据广义相对论,这名正在经历自由落体的宇航员应当会感受到与在宇宙其它区域完全相同的物理学效应,不管他是正在向一个黑洞下落,还是他正漂浮在空旷的星系空间里。根据爱因斯坦的理论,黑洞的所谓事件边界应当是一个“不那么显眼”的区域。