據(jù)最新一期《物理評論快報》雜志刊發(fā)的兩篇論文，英國科學(xué)家已經(jīng)解決理論物理學(xué)家霍金教授50年前首次提出的“黑洞悖論”，該悖論展示了一個令學(xué)界感到長久困擾的懸疑：一方面，由于黑洞的引力強(qiáng)度，沒有任何東西可以離開黑洞；另一方面，在量子力學(xué)中，確實有東西被輻射出來。
霍金教授50年前提出的“黑洞悖論”終于被破解。
據(jù)報道，霍金教授的“黑洞悖論”提出，黑洞其實并非“全黑”，進(jìn)入黑洞的物質(zhì)在其“視界”處（event horizon）會產(chǎn)生一對糾纏的粒子和反粒子，一個進(jìn)入黑洞，另一個逃逸，這對粒子的狀態(tài)是正好相反。
可是，“黑洞悖論”將量子力學(xué)與廣義相對論對立起來，因為根據(jù)后者，黑洞的引力強(qiáng)度足以讓任何東西都不能離開。
物質(zhì)在進(jìn)入黑洞時會在黑洞上留下非常精細(xì)的印記，即所謂''量子毛''。
英國蘇塞克斯大學(xué)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)在進(jìn)入黑洞時會在黑洞上留下非常精細(xì)的印記，即所謂''量子毛''（quantum hair），提供了一種將量子和相對論問題聯(lián)系起來的機(jī)制。這個解決方案允許黑洞視界在量子力學(xué)下保留物質(zhì)的信息印記，同時也確保在相對論下''沒有東西可以逃脫''黑洞引力。
在第一篇論文中，研究小組證明了黑洞比原先理解的更為復(fù)雜，它的引力場在量子水平上編碼了關(guān)于它們?nèi)绾涡纬傻男畔ⅰ?/p>
卡爾梅特（Xavier Calmet）教授及其同事的這一發(fā)現(xiàn)被稱為“量子毛源自重力”理論。
卡爾梅特教授及其同事已經(jīng)證明，黑洞確實有某種形式的''毛''，由引力形成。
這個有趣的名字是對物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒（John Archibald Wheeler）在20世紀(jì)60年代提出的一個想法的回應(yīng)。
惠勒的“無毛理論”認(rèn)為，黑洞除了總質(zhì)量、自旋和電荷之外缺乏任何可觀察的特征。卡爾梅特教授及其同事已經(jīng)證明，黑洞確實有某種形式的''毛''，由引力形成。
科學(xué)家們已經(jīng)證明，當(dāng)量子引力修正被考慮在內(nèi)時，坍縮到黑洞中的物質(zhì)會在黑洞的引力場中留下一個印記，這就是所謂的“量子毛”。
在一篇后續(xù)論文中，卡爾梅特教授和來自密歇根州立大學(xué)的共同作者斯蒂芬·徐（Stephen Hsu）教授證明他們的''量子毛''解決了霍金的黑洞信息悖論。''量子毛''提供了信息在黑洞坍縮過程中被保存的機(jī)制，因此解決了現(xiàn)代科學(xué)最著名的難題之一。
論文共同作者、來自博洛尼亞大學(xué)的理論物理學(xué)教授羅伯托·卡薩迪奧（Roberto Casadio）在解釋“量子毛”的發(fā)現(xiàn)時表示，這項研究的一個關(guān)鍵方面是黑洞的形成方式。
最新的研究表明，在視界后面（黑洞內(nèi)部）物質(zhì)的量子狀態(tài)和外面的引力子的狀態(tài)之間存在著錯綜復(fù)雜的糾纏。
黑洞是由緊湊物體坍縮形成的。根據(jù)量子理論，黑洞的內(nèi)部和外部之間沒有絕對的分離，在經(jīng)典理論中，“視界”作為一個完美的單向膜，不會讓任何東西出去。
但是，在量子理論中，坍塌并形成黑洞的物質(zhì)狀態(tài)繼續(xù)影響外部的糾纏狀態(tài)。
徐教授表示，因果視界的概念是黑洞概念的核心，在經(jīng)典物理學(xué)中，位于視界后面的東西不能影響黑洞的外部。最新的研究表明，在視界后面（黑洞內(nèi)部）物質(zhì)的量子狀態(tài)和外面的引力子的狀態(tài)之間存在著錯綜復(fù)雜的糾纏，這種糾纏使得黑洞內(nèi)部的量子信息能夠“編碼”在逃往無限遠(yuǎn)的霍金輻射之中。
