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根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，靜止的黑洞由三項(xiàng)可觀測(cè)的參數(shù)決定：質(zhì)量、電荷和角動(dòng)量。只要一個(gè)物體變成了一顆黑洞或者掉進(jìn)了黑洞，除這三個(gè)物理量外的一切信息都會(huì)消失在黑洞的視界之中。物理學(xué)家約翰·惠勒（John Wheeler）用“黑洞沒(méi)有毛發(fā)”來(lái)形容這一理論。 嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，黑洞外部觀測(cè)者會(huì)失去形成黑洞以及后來(lái)落入黑洞的物質(zhì)的幾乎全部信息，這就是“無(wú)毛定理”。 這就是“無(wú)毛定理”。所謂“毛”是指“信息”。黑洞只剩下總質(zhì)量、總電荷和總角動(dòng)量3根“毛”可以被外界探知。 

黑洞是一個(gè)萬(wàn)有引力極大的地方，它周圍的物質(zhì)會(huì)被引力拉進(jìn)去，電磁輻射波也無(wú)法逃脫。目前，廣義相對(duì)論與量子力學(xué)尚不能相容，但遠(yuǎn)離黑洞之處的引力效應(yīng)卻微弱到依然可以使計(jì)算結(jié)果符合彎曲時(shí)空的量子場(chǎng)論框架。

1974年，霍金研究了一個(gè)黑洞附近的量子效應(yīng)，結(jié)果表明黑洞并不是真正的黑色，黑洞輻射粒子，就像一個(gè)熱的物體發(fā)出熱量一樣，被稱為“霍金輻射”。霍金表示，量子效應(yīng)允許黑洞發(fā)射精確的黑體輻射。這電磁輻射仿佛被一個(gè)溫度和黑洞的質(zhì)量成反比的黑體發(fā)出。

因?yàn)榛艚疠椛淠軌蜃尯诙词ベ|(zhì)量，當(dāng)黑洞損失的質(zhì)量比增加的質(zhì)量多的時(shí)候，黑洞就會(huì)縮小，并最終蒸發(fā)消失。比較小的微黑洞的發(fā)散量通常會(huì)比正常的黑洞大，所以前者會(huì)縮小與消失的速度要比后者快。

舉例來(lái)說(shuō)，一太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞的溫度僅有60nK；事實(shí)上，黑洞會(huì)吸收比自身發(fā)射多得多的宇宙微波背景輻射。一個(gè)質(zhì)量為4.5×10^22 kg的黑洞（與月球質(zhì)量相近）的溫度會(huì)保持在2.7K，并吸收與其發(fā)射數(shù)量相等的輻射。更小的原始黑洞則會(huì)散發(fā)比自身吸收更多的輻射，因此逐漸失去質(zhì)量。基本上，大質(zhì)量的黑洞可存活比較久一些。一般恒星死亡產(chǎn)生的黑洞可以活1066年，而星系黑洞則可以活1090年，這樣也可以說(shuō)明為什么我們無(wú)法觀測(cè)到宇宙誕生時(shí)所產(chǎn)生的微黑洞，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)蒸發(fā)殆盡。

霍金的分析成為第一個(gè)能令人信服的量子引力理論，不過(guò)目前還沒(méi)有實(shí)際觀察到霍金輻射的存在。NASA2008年6月發(fā)射了GLAST衛(wèi)星，它可以尋找蒸發(fā)的黑洞中γ射線的閃光。根據(jù)額外維度理論，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)也有可能創(chuàng)造出會(huì)自我消失的微黑洞。

在沒(méi)有霍金輻射的概念以前，物理界有一個(gè)難題，就是如果把有很多熵的東西丟進(jìn)黑洞里，那豈不是把那些熵給消滅掉了嗎？但是熵在宇宙里是永增不減（熱力學(xué)第二定理）的，因此這代表黑洞應(yīng)該也有很多熵，而有熵的任何東西都會(huì)釋放黑體輻射，因此黑洞也會(huì)釋放黑體輻射？但釋放的機(jī)制是什么？霍金輻射就解釋了黑洞釋放黑體輻射的機(jī)制。根據(jù)海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理，真空中會(huì)瞬間憑空且自然地產(chǎn)生許多粒子-反粒子（虛粒子）對(duì)，并且在極短的時(shí)間內(nèi)成對(duì)湮滅，在宏觀上沒(méi)有質(zhì)量產(chǎn)生，如果一個(gè)粒子對(duì)在黑洞附近形成，由于黑洞的引力場(chǎng)很強(qiáng)，導(dǎo)致配對(duì)誕生的正反粒子被扯開(kāi)，有可能有一個(gè)跌入“事件視界”，而另一個(gè)沒(méi)有，從而被黑洞的引力提升成實(shí)粒子。但這樣就違反了能量守恒定律，所以另一個(gè)粒子的質(zhì)量一定是從黑洞本身的質(zhì)量而來(lái)——這就是黑洞釋放輻射的簡(jiǎn)化解釋。

這也引發(fā)了一個(gè)問(wèn)題，存儲(chǔ)在黑洞中的信息去哪里了呢？由于“霍金輻射”來(lái)自黑洞表面，霍金認(rèn)為信息也將丟失。 信息會(huì)隨著黑洞蒸發(fā)而丟失，這一理論被稱為黑洞的信息悖論。

人們最初認(rèn)為，雖然外部觀測(cè)者不能探知黑洞內(nèi)部物質(zhì)的信息，但這些信息并沒(méi)有從宇宙中消失，只不過(guò)隱藏在了黑洞的內(nèi)部?；艚疠椛浒l(fā)現(xiàn)之后，人們知道黑洞中的物質(zhì)最后將全部轉(zhuǎn)化為熱輻射，而熱輻射幾乎不帶出任何信息。這樣，形成和落入黑洞的物質(zhì)的信息將從宇宙中消失，信息不再守恒，不僅重子數(shù)守恒、輕子數(shù)守恒等定律不再成立，量子論的幺正性也將受到破壞。面對(duì)如此嚴(yán)重的理論困難，物理學(xué)家展開(kāi)了激烈的爭(zhēng)論。理論物理學(xué)家大都相信信息守恒，堅(jiān)信幺正性這一量子論的基石不會(huì)被破壞?？傊畔?yīng)該守恒。以霍金和索恩為代表的相對(duì)論專家則認(rèn)為信息不一定守恒，幺正性完全有可能被破壞。

由于該結(jié)論與標(biāo)準(zhǔn)量子物理學(xué)定律不符，一直存在爭(zhēng)議。 現(xiàn)代量子物理學(xué)認(rèn)定這種物質(zhì)信息是永遠(yuǎn)不會(huì)完全消失的。近30年來(lái)，霍金試圖以各種推測(cè)來(lái)解釋這一自相矛盾的觀點(diǎn)。霍金曾表示，黑洞中量子運(yùn)動(dòng)是一種特殊情況，由于黑洞中的引力非常強(qiáng)烈，量子力學(xué)在此時(shí)已經(jīng)不再適用了。但是霍金的這種說(shuō)法并沒(méi)有得到科學(xué)界眾多持懷疑態(tài)度學(xué)者的信服。為此，霍金和索恩與堅(jiān)信信息守恒的普瑞斯基打賭。

2004年7月21日，在愛(ài)爾蘭的都柏林舉行“第17屆國(guó)際廣義相對(duì)論和萬(wàn)有引力大會(huì)”上，霍金宣布了他對(duì)宇宙黑洞的最新研究結(jié)果，霍金的態(tài)度來(lái)了個(gè)180度轉(zhuǎn)彎，表示自己原來(lái)的觀點(diǎn)錯(cuò)了，信息應(yīng)該守恒：黑洞并非如他和其他大多數(shù)物理學(xué)家以前認(rèn)為的那樣，對(duì)其周遭的一切“完全吞食”，事實(shí)上被吸入黑洞深處的物質(zhì)的某些信息可能會(huì)在某個(gè)時(shí)候釋放出來(lái)：信息守恒。

原因是先前把黑洞想得太理想化了，把黑洞熱輻射也想得太理想化了。不過(guò)，霍金一直沒(méi)有給出嚴(yán)格的證明來(lái)支持自己的新觀點(diǎn)。索恩表示此事不能由霍金一個(gè)人說(shuō)了算，他仍堅(jiān)持信息不守恒的看法。普瑞斯基則表示沒(méi)有聽(tīng)懂霍金的演講，不明白自己為什么贏了。這一牽扯到量子論基礎(chǔ)的敏感問(wèn)題還遠(yuǎn)未解決。