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【相对论和量子论融合的“理想之地”】
黑洞如何运行？可以从“黑洞陷阱”说起 ， 当探险者的一只脚“一不小心”踏进黑洞的视界 ， 探险者的厄运由此开始 。 视界是黑洞引力拖动的边界 ， 在黑洞的视界外 ， “你还是你” ， 在黑洞的视界内 ， “你不是你” ， 任何一个跌入黑洞视界的物体都逃脱不了巨大引力的拖动 ， 探险者感觉不到任何死亡的威胁 ， 好似在战争发起前出奇的片刻宁静 ， 黑洞引力对探险者脚步的拖动大于对头部的拖动 ， 探险者的身体被拉伸 ， 好似厨师手中的意大利面条 ， 跌入黑洞的探险者将被引力差撕得“粉身碎骨” 。
黑洞引力在探险者的脚部和头部之间形成了“剪刀差” ， 引力差造成了剪力 ， 探险者的身躯被撕裂成了细小的物质颗粒 。 以爱因斯坦的广义相对论为基础 ， 物理学家描述了探险者走向“黑洞刑场”的悲壮情形 。 1915年 ， 爱因斯坦将狭义相对论推广到了广义相对论 ， 过去的几年 ， 物理学家设想了探险者跌入黑洞时“无处可逃”的物理图景 。
物理学家构想了“思想实验”方式 ， 以化解两种物理学理论的相互冲突 ， 上个世纪的70年代 ， 英国物理学家霍金发出了“物理学的危机”感言 。 目前 ， 物理学有两种主要的理论支柱——量子力学和广义相对论 ， 极其不同的两种理论难以同时成为黑洞物理学依赖的真理 。 广义相对论适用于大质量天体的运行机理 ， 量子力学应用在微小质量粒子的运行领域 。 物理学家以广义相对论为基础研究星系和星系团的运动 ， 以量子力学为基础研究粒子加速器的原理 ， 但极端物理条件的黑洞同时具备了两种特性 ， 黑洞既是巨大质量的天体 ， 也是微小体积的奇点粒子 ， 广义相对论和量子力学出现了冲突 ， 两种基本的物理理论难以同时应用于黑洞运行的领域 。
一直以来 ， 物理学家试图化解两种理论形态的冲突 ， 假如物理学家解释了探险者跌入黑洞的死亡过程 ， 那么探险者的死亡产生了重要的物理价值或探险者“死得其所” 。 有可能实现两种物理学体系的融合 ， 将现代物理的两大支柱——量子力学和广义相对论融合成一个单一的理论框架 。 加州大学圣巴巴拉分校的理论物理学家乔·波尔辛斯基致力于将两种理论统一为一个体系 ， 波尔辛斯基解释说 ， 物理学家追求将宇宙中所有的力统一起来的最高目标是 。 晚年的爱因斯坦潜心构建“统一场理论” ， 但没有取得成功 。
有一个黑洞信息悖论的棘手问题 ， 涉及到黑洞与粒子的缠绕或黑洞的信息保留与丢失 。 量子力学定义了粒子的实体性 ， 当某个粒子跌入黑洞视界时 ， 粒子的命运好似探险者“一不留神”跌入了黑洞陷阱 。 物理学家设想了一个饶有兴趣的问题 ， 粒子就像一对骰子 ， 当其中的一个骰子滚动时 ， 另一个骰子随之奇迹般地滚动 ， 两个骰子停止滚动时 ， 总是显示相同的数字 ， 每一个粒子以相互缠绕方式关联了另一个粒子 ， 物理学家将一对缠绕粒子的行为称为“一夫一妻制” 。
依据广义相对论的推论 ， 没有什么物体能够逃离黑洞的视界 ， 黑洞在时间推移中变得越来越大 ， 它们吞噬周围的大量物质 。 霍金在上个世纪的70年代指出 ， 一切归于黑洞的奇异性 ， 虚拟粒子不断地闪现 ， 它们一会儿跳进真空 ， 一会儿在相互湮灭中跳出真空 。 当某对粒子闪现在黑洞的视界附近 ， 其中的一个粒子跌入了黑洞 ， 另一个粒子则同时逃离了黑洞 ， 逃离黑洞的一个粒子带走了黑洞的一点物质或能量 ， 黑洞最终不能逃脱彻底蒸发的命运 。
微观粒子对的量子力学效应被称之为“霍金辐射” ， 物理学家解释过霍金辐射理论的基本含义 ， 粒子对的行为好像神奇的骰子 ， 它们发生了奇异的关联 ， 想象一下一对骰子总是显示相同的数字 。 粒子对一旦失去了一个伙伴 ， 将会展现不同的形态 ， 但按照广义相对论的推论 ， 跌入黑洞视界的粒子不了解它的同伴粒子出现的任何变化 ， 还是以为它和同伴的粒子存在奇异的关联 ， 仍然保持“一夫一妻制” 。
有一个黑洞防火墙的理论假设 ，2012年 ， 加州大学巴巴拉分校的研究人员提出了粒子对的“一夫一妻制”解决方案 ， 假如黑洞视界外的粒子伙伴失去了量子缠绕的特性 ， 跌入黑洞视界的一个粒子消失了 ， 粒子对或两个粒子就完成了“物理式离婚” ， 但依然保持了量子力学的完美 ， 仅在黑洞的视界构筑了一道”防火墙” ， 每一次与粒子对关联的破裂在都在防火墙激起了一点闪爆 ， 防火墙阻隔了跌入黑洞视界和逃脱黑洞视界的粒子对的关联 。
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