即使沒(méi)接觸過(guò)物理學(xué),你肯定也聽(tīng)說(shuō)過(guò)黑洞這種天體,甚至連幼兒園的小朋友都聽(tīng)說(shuō)過(guò)。在很多人眼里,黑洞里面應(yīng)該是漆黑一片的,就像一個(gè)漆黑的“空洞”,吞噬一切靠近的天體。
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事實(shí)上遠(yuǎn)非如此。嚴(yán)格來(lái)講,黑洞并非是一個(gè)“洞”,它也是一種天體,是目前已知最神秘最詭異或許也是最強(qiáng)大的天體,能夠吞噬一切靠近“事件視界”的物體,哪怕是最微小的粒子也會(huì)被撕成碎片,如此強(qiáng)大的破壞力讓人感覺(jué)到毛骨悚然,也難怪在很多人眼里,黑洞是毀滅一切的代名詞。
但這并不是最可怕的,黑洞還有更可怕的地方:它或許正在一點(diǎn)點(diǎn)地刪除宇宙中的一切,包括信息本身。
從物理學(xué)角度講,黑洞并非如此詭異,因?yàn)樗鋵?shí)就是恒星的“墳?zāi)埂保筚|(zhì)量恒星在燃料耗盡之后急劇向內(nèi)坍縮就會(huì)形成黑洞,所以,黑洞也僅僅是眾多天體中的一類(lèi)天體而已。但不同的是,黑洞是非常極端的天體,一旦越過(guò)黑洞的事件視界,目前我們已知的所有大自然法則都失效了。而在黑洞的最中心,也就是奇點(diǎn),那里的一切更是不可琢磨,引力達(dá)到無(wú)窮大。
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不要說(shuō)是中心的奇點(diǎn)處了,就算是黑洞的邊緣事件視界,一旦越過(guò)這個(gè)視界,任何物體都會(huì)被無(wú)情的吞噬,連光也無(wú)法幸免。
不過(guò)理論上講,只要我們不冒險(xiǎn),不靠近黑洞的事件視界,就可以安全第一在黑洞附近逗留,但前提是速度要足夠快,越是靠近事件視界,你的速度就必須越快才能保證安全,否則一不小心就可能被黑洞強(qiáng)大的引力吞噬,掉進(jìn)黑洞!
想象一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的例子,就能更好地感受靠近黑洞會(huì)是什么感覺(jué)了。假設(shè)你在一個(gè)非常高的瀑布附近游泳,只有你盡量遠(yuǎn)離瀑布,才會(huì)更安全,不至于被奔流的瀑布沖走走向死亡。如果你非常靠近瀑布,你會(huì)發(fā)現(xiàn)即便是使勁渾身解數(shù),也無(wú)法抵抗瀑布的力量,最終你會(huì)成為瀑布的“一份子”一起飛流直下,結(jié)果只能是死亡。
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黑洞的事件視界就是一個(gè)安全紅線(xiàn),在這個(gè)紅線(xiàn)之外,都可以是安全的,而一旦越過(guò)事件視界,無(wú)論你如何努力都是徒勞的,除非你能“超光速”飛行,但這是不現(xiàn)實(shí)的。
我們目前對(duì)黑洞的了解都是建立在猜測(cè)基礎(chǔ)上的,因?yàn)橐坏┰竭^(guò)事件視界,那里的一切都變得不可預(yù)知,所有大自然法則都失效了,所以確切地說(shuō)我們不知道黑洞內(nèi)部到底是什么樣的狀態(tài)。
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雖然如此,這并不方法妨礙科學(xué)家通過(guò)間接手段推測(cè)黑洞內(nèi)部的情況,科學(xué)家可以通過(guò)觀(guān)察事件視界邊緣的情況來(lái)推測(cè)黑洞內(nèi)部可能的狀態(tài)。
在對(duì)黑洞的傳統(tǒng)認(rèn)知中,“只進(jìn)不出”是最被大眾熟知的。但經(jīng)過(guò)對(duì)黑洞長(zhǎng)期的觀(guān)測(cè),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并不是那樣的,黑洞也會(huì)不斷地向外“吐”東西,方式就是“霍金輻射”,這種輻射的方式就像一盆水緩慢地蒸發(fā)水分子一樣,過(guò)程非常非常緩慢,通過(guò)“霍金輻射”黑洞的質(zhì)量也會(huì)慢慢地減小,不過(guò)減小的速度非常緩慢,緩慢到無(wú)法想象!
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舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明到底有多緩慢。一個(gè)與太陽(yáng)質(zhì)量相當(dāng)?shù)暮诙矗枰?0^58年(也就是10的58次方),才是減小0.00001%的質(zhì)量!0.00001%或許我們勉強(qiáng)能理解到底有多小,但10^58年我們根本無(wú)法想象有多漫長(zhǎng)!
但是隨著時(shí)間推移,霍金輻射的速度會(huì)慢慢加速。隨著霍金輻射的持續(xù)進(jìn)行,黑洞質(zhì)量變得越來(lái)越小,直到完全消失不見(jiàn)。
但在這個(gè)過(guò)程中有一個(gè)“致命”問(wèn)題:黑洞或許會(huì)刪除宇宙中的基本元素:信息。
信息,是一個(gè)相對(duì)抽象的存在方式,并不是我們能看得見(jiàn)摸得著的實(shí)體。信息存在于宇宙中任何地方,沒(méi)有信息就沒(méi)有宇宙中的一切。簡(jiǎn)單講,信息就是微觀(guān)粒子排列組合的內(nèi)在屬性,不太明白?
舉個(gè)例子就很容易理解了。就拿我們常見(jiàn)的碳元素來(lái)說(shuō),碳元素不同的組合排列方式會(huì)得到不同的物質(zhì),有可能是鉆石,也有可能是石墨,兩者相差很大。無(wú)論是鉆石還是石墨,組成的原子都是碳,不同的是就是“信息”,碳元素的排列組合不同。
明白了這點(diǎn),就來(lái)點(diǎn)相對(duì)復(fù)雜的想象(其實(shí)也不復(fù)雜)。在石墨的基礎(chǔ)上在添加掐他元素,按照一定的排列方式就行組合,就可能得到一個(gè)蘋(píng)果,也可能得到一只小鳥(niǎo)。
這說(shuō)明什么?
世界上一切物質(zhì)都是由相同的基本粒子組成的,只不過(guò)是基本粒子的組合方式不同罷了。基本粒子當(dāng)然不知道也不在意自己到底是一塊石墨,一個(gè)蘋(píng)果還是一只小鳥(niǎo)。
我們甚至可以這樣說(shuō),世界的本質(zhì)其實(shí)就是“信息”,如果沒(méi)有了信息,世界所有東西都是一個(gè)模樣,這樣的話(huà)豈不是太無(wú)聊了?
信息,如同我們生活中每天看到的實(shí)體一樣,其實(shí)也是“實(shí)體”,也是客觀(guān)存在的,一點(diǎn)也不縹緲。物質(zhì)不會(huì)憑空消失,信息也是一樣,信息是不會(huì)被摧毀的,它的狀態(tài)可以改變,但絕不會(huì)憑空消失。
再舉一個(gè)通俗的例子。用火把一棍木棍燒成一堆灰燼,我們知道這堆灰燼不可能再變成一根木棍。
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但是根據(jù)質(zhì)量和能量守恒,理論上只要你能收集到全部灰燼,同時(shí)還有燃燒過(guò)程中揮發(fā)走的水蒸氣,各種氣體,還有熱輻射等等所有物質(zhì),你確實(shí)能夠成功把灰燼變成一根木柜,起碼理論上能做到。因?yàn)槟竟鞯摹靶畔ⅰ币恢贝嬖谶@個(gè)世界上,它并沒(méi)有消失,只是這些信息很難重新組合罷了!
甚至我們可以這樣說(shuō),如果你能準(zhǔn)確弄清楚當(dāng)今宇宙中所有粒子,所有能量的基本屬性,理論上你完全可以重新目睹宇宙大爆炸時(shí)期的盛景,這就是信息的力量和魅力。信息不但能反應(yīng)不同事物之間的差異,也能讓我們知曉事物過(guò)去的狀態(tài)。
但是黑洞的出現(xiàn)似乎讓我們陷入了某種“信息危機(jī)”。由于黑洞能吞噬一切靠近的物質(zhì),意味著物質(zhì)被吞噬后都成了黑洞的一部分,那么信息也就消失了。而剛剛我們還說(shuō)信息是不可能憑空消失的,這就暴露了一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題:被黑洞吞噬后的物體的信息真的消失了嗎?
當(dāng)黑洞隨著“霍金輻射”一點(diǎn)點(diǎn)消失之后,信息也隨著黑洞的消失而消失了嗎?
如果沒(méi)有消失,物體的信息又去哪里呢了?黑洞消失之后,信息又是如何存在的?
科學(xué)家們猜測(cè),被黑洞吞噬的物體信息并沒(méi)有從這個(gè)世界消失,而是可能被隱藏了起來(lái),仍然存在黑洞中,當(dāng)然我們無(wú)法直接觀(guān)測(cè)到物體的信息。
那么既然信息并沒(méi)有消失,信息在黑洞中又是如何存儲(chǔ)的呢?

想想我們平時(shí)使用的硬盤(pán),黑洞就好比一個(gè)超級(jí)硬盤(pán),在吞噬物體的過(guò)程中可以將信息轉(zhuǎn)化為非常小的信息片段來(lái)存儲(chǔ)信息。打個(gè)比方,就好像將實(shí)體書(shū)籍變成了電子書(shū)籍,看起來(lái)完全不同,但實(shí)際上內(nèi)容是一樣的,也就是說(shuō)信息是一樣的。
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這種觀(guān)點(diǎn)被稱(chēng)為“全信息原則”,如果此觀(guān)點(diǎn)是對(duì)的,將產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)同時(shí)又讓人感到恐怖的結(jié)果:我們的宇宙是一個(gè)全息圖像。被黑洞吞噬的物體信息存儲(chǔ)在黑洞表面,在霍金輻射的過(guò)程中把信息帶走了!

黑洞的事件視界其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)面,如果信息都存儲(chǔ)在事件視界上,就相當(dāng)于我們熟知的三維物體被編碼成了二維物體,這意味著黑洞其實(shí)就是全息圖像存儲(chǔ)器,所有物體都被存儲(chǔ)在了黑洞表面的事件視界上面。
如果這一切都是真的,還會(huì)有更瘋狂的結(jié)果:我們的宇宙可能就是其他宇宙(比如說(shuō)高維宇宙)的投影,但作為三維生物的我們不會(huì)有任何感覺(jué)。
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如此一來(lái),真的不敢再繼續(xù)想象下去了......
到底什么是真實(shí)?什么是虛幻?這個(gè)世界的真面目到底是什么?或許我們永遠(yuǎn)找不到這些問(wèn)題的答案,更可能的是,這些問(wèn)題的答案就隱藏在神秘詭異的黑洞中,黑洞就像一把鑰匙,能夠幫助我們打開(kāi)很多宇宙終極奧秘!
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