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  • 1 # 趣味說

    黑洞資訊悖論是關於量子資訊是如何隨著霍金輻射而在黑洞中消失的。

    量子資訊: 在量子力學中,一個量子波函式隨時間的演化,既是“可逆的”,也是“確定性的”,即過去波函式的一種狀態,決定將來的狀態,反之亦然。(更嚴格地說,演化運算元是“么正性”的,這就是導致確定性和可逆性的結果。測量本身是一個非么正過程,是不可逆的,但是一個量子系統也可以在不引入它的情況下,僅僅透過“退相干”來解釋。)

    現在,這意味著,量子系統中的網路資訊,隨著時間的推移被儲存下來。

    矛盾之處:

    然而,當霍金提出黑洞的熱力學輻射方程時,最初存在於構成輻射的粒子中的資訊,當被吸收的粒子遇到奇點時就消失了。這就是悖論。

    這似乎是因為,一個靜態黑洞是由它的質量、角動量和淨電荷唯一確定的,這就是所謂的黑洞無毛定理。所有其他資訊都與黑洞的行為無關。現在,考慮黑洞視界中的兩個糾纏粒子。一個被黑洞吸收,另一個透過霍金輻射發射。根據黑洞無毛定理,發射的輻射可以沒有原始粒子的資訊。因此,根據霍金的說法,黑洞發出的輻射似乎沒有關於初始狀態的資訊。這不同於熱黑體輻射通常告訴我們的發射體的成分。

    決議現況:

    如果這是真的,那麼就必須對量子力學進行修正,這將打破波函式演化的統一性基礎。這一悖論在20世紀90年代末引發了一場大辯論,而我們現在的最終解決方案似乎來自弦理論中所謂的全息原理,它解釋了資訊是如何被儲存的。

  • 2 # 低熵製造機

    非常專業的問題!

    黑洞資訊悖論是量子力學與廣義相對論相結合所遇到的一個理論難題。

    根據計算表明,物理資訊可能會永久的消失在黑洞中,這將允許許多物理狀態演化到一個完全相同的狀態。 這是非常有爭議的,因為它違背了一個普遍假定的科學原理 : 原則上物理系統在一個時間點的波函式的值應該會決定這個波函式在任何時間點上的值。也就是說物理系統的資訊應該是守恆的。

    哥本哈根對量子力學的解釋的一個基本假設是:一個系統的資訊被完整的編碼在了它所對應的波函式中,直到這個波函式崩潰。 而波函式的演化是由么正運算元決定的,而么正性意味著資訊在量子意義上是守恆的。

    這個結論有兩個主要原理在起作用:

    量子決定論:意味著給定一個當前的波函式,它的未來變化是由演化運算元唯一確定的。

    可逆性:指的是演化運算元具有可逆性,即一個波函式的過去的狀態同樣是唯一的。

    兩者的結合意味著我們的宇宙必須始終保證資訊守恆。

    從二十世紀七十年代中期開始,霍金和雅各布·貝肯斯坦就提出了基於廣義相對論和量子場論的理論預言,這些理論預言和資訊守恆不一致,但卻沒有出現資訊的損失,也沒有說明具體理由。具體來說,霍金的計算表明,透過霍金輻射黑洞蒸發會導致資訊不守恆。

    今天,許多物理學家認為,全息原理(特別是AdS / CFT對偶)表明,霍金當年的結論是不正確的,事實上資訊被一種人類還不清楚的機制保留了下來。在2004年,霍金本人甚至承認他已經下了賭注,同意黑洞蒸發實際上以一種我們還不知道的方式保證了資訊的守恆。

  • 3 # 手機使用者57610903150

    這應該是一類問題而不僅是一個問題。我的理解這至少包含了三個發展階段。

    第二階段是如資訊未丟失,是否在輻射出來後黑洞外觀測者可獲取資訊並重入黑洞從而出現雙份資訊同時共存。這考察是否違背不可克隆定理。可總結為,黑洞是資訊影印機麼?答案,不是。

    第三階段是AMPS悖論,考察是否違背糾纏的monogamy特性,就是一個位元不能同時與其他二位元最大糾纏。這總結為,黑洞是時光穿梭機麼?答案,不清楚,可能是。

    最後,黑洞是啥,黑洞是量子計算機,是資訊編碼器攪拌器處理器。黑洞是資訊引力時空物質量子共舞的舞臺,黑洞對資訊的處理導致新時空的形成演化,瞭解黑洞,未來一定是從資訊的角度理解而非靠相對論和量子力學。

  • 4 # 賽先生科普

    實際上就是關於資訊是不是進入黑洞就消亡了?當年在霍金提出霍金輻射之後,有科學幾認為,如果黑洞最後都會消失的話,是不是之前被它吸入的資訊也會跟著消失啊?如果是這樣的話,那就違背了量子力學的基本原則了。

    然後有部分科學家,搞出了一個兩種境域理論,認為黑洞的事件視界內部和外部是兩個互不溝通的兩部分。當霍金輻射時,資訊就是一邊被吸收一邊被輻射逃跑。意思是在黑洞外部,資訊是多少還是多少。但是在最近幾年,有科學家提出了一個新理論,它是這麼反駁原來的理論的。它說,如果將一對糾纏態的粒子,其中一個放入黑洞,那麼我們就能透過另一個來探測黑洞內部的情況。就這樣,黑洞的資訊兩域說就失敗了。隨後這位科學家提出了,資訊在接觸事件視界時候就被粉碎了,根本進不去,隨後被反彈回了宇宙。但是這個理論,霍金不贊同,因為這相當於在廣義相對論的宇宙裡,隔絕出了一個另類的地方。在時空上撕了一個口子。後來霍金就發表了一篇論文,認為黑洞並不存在,存在的是灰洞,資訊進去後,會被糊在一起,但是不會消失。

  • 5 # 四中13

    從太陽系本身講質量小的星體圍繞質量大的星體旋轉,行星圍繞太陽旋轉,因為質量大的星體提供其向心力,大處說各星系都有一個最大質量的物質在其中間為星系提供向心力,再大的宇宙是否如此,不得而知。反之星系中心爆炸,向心力消失,周圍的星體就各奔東西了。但反應的時間要看星系中心到各星體的距離了,引力也是有速度的。也許中心爆炸幾萬年後引力的消失才在邊緣星體消失。已知的星團,星雲,星系的形狀各異,能否說明。

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