连光都无法逃脱，被黑洞“逮捕”的物质去哪了？

美国麻省理工学院1月29日报道称，天文学家发现18个黑洞正在吞噬附近的恒星，已确认18个新的潮汐破坏事件。潮汐破坏事件就是当附近的恒星被潮汐引入黑洞并被撕裂的极端事件。这些发现证实已知的近宇宙潮汐破坏事件数量翻了一番。而就在不久前，来自意大利和西班牙的天文学家可能发现了距离地球最近的黑洞，它们潜伏在距太阳仅150光年的毕宿星团附近。这些黑洞可能在数百万年前从稠密的星团中喷出，随后在星系内独自游荡。

M87黑洞阴影、吸积流和喷流一起成像的全景图（中国科学院上海天文台供图）。新华社记者 张建松 摄

黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，其性质和信息守恒问题一直是科学家们争论的焦点。近几年来，诺贝尔物理学奖4次颁发给与天体物理学有关的科学家。2020年诺贝尔物理学奖授予三位科学家。英国科学家罗杰·彭罗斯因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果而获奖；德国科学家赖因哈德·根策尔和美国科学家安德烈娅·盖兹因在银河系中央发现超大质量天体而获奖。其中，罗杰·彭罗斯的获奖被普遍视为向他多年的合作伙伴、已故物理学家斯蒂芬·霍金的致敬，因为黑洞形成的理论预言中霍金有重要贡献。

霍金曾在研究了两年“黑洞是否有温度”后，最终提出霍金辐射，即黑洞确实有温度，且会发出热辐射。但这也带来了一个问题：如果黑洞发出热辐射，它可能会完全蒸发，那么吞噬的所有物质信息是否永远消失呢？这一问题引发了一场信息是否守恒的大战。

在宇宙深处，存在着一种神秘而强大的天体，它的引力极其强大，甚至连光都无法逃脱，这就是黑洞。黑洞的形成源于恒星的演化。当一颗恒星燃尽了核燃料时，它可能会发生剧烈的引力坍缩。这个过程的结果可能是超新星爆炸，也可能形成黑洞。黑洞是一种极其紧凑的天体，其引力场极强，使得周围的一切，包括光都无法逃脱。

黑洞有一个特定的边界，称为事件视界，穿过这个边界的物体将无法逃脱黑洞的引力。黑洞内部存在一个被称为奇点的点，其密度无限大，物理规律无法解释，这使得我们对黑洞内部的性质充满了猜测和疑惑。

信息守恒是物理学中一个重要的基本原则，它表明物质的信息不能被永久消失或破坏。然而当物质进入黑洞后，我们似乎失去了关于它的所有信息，这引发了科学家们之间的争议，那就是黑洞是否违反了信息守恒定律。

1974年，霍金提出了一个有关黑洞辐射的理论，即霍金辐射。根据这个理论，黑洞并非完全黑暗，而是会发射一些微弱的辐射，这意味着黑洞会逐渐失去质量，并最终蒸发殆尽。霍金辐射为信息守恒问题提供了一种可能的解释，但科学家们仍在进一步探讨其真实性。

随着科技的进步和对黑洞的深入研究，一些新的理论逐渐涌现，试图解决信息守恒的难题。量子引力理论、弦理论等都为我们提供了新的思路，而这些理论试图在量子层面揭示黑洞内部的奇异性，以及信息是否真的在黑洞内部被永久丧失。

尽管研究不断深入，我们对黑洞有了更多的了解，也在信息守恒的问题上取得了一些突破，然而这些仍然是一个复杂而深奥的领域，未来的研究将继续推动我们对黑洞和宇宙本身的认识。在这场“信息守恒的大战”中，科学家们正在不断努力，试图揭示宇宙中这个引人入胜的谜团真相。

转载自：科普时报

作者：陈思进 科幻作家

来源：蝌蚪五线谱