霍金修正黑洞理论：黑洞蒸发后信息可逃逸

当黑洞因质量损失而蒸发时，落入黑洞的信息会去哪里？这一直是物理学中有争议的问题。40多年前，斯蒂芬·霍金首次提出，随着黑洞的蒸发，信息将会丢失。这个理论被称为黑洞的信息悖论。因为这个结论与量子物理的标准定律不一致，所以一直存在争议。

最近，霍金、他的剑桥大学同事马尔科姆·佩里和哈佛大学教授安德鲁·斯特罗明格共同发表的一项研究指出，“黑洞信息悖论”中存在一个错误。黑洞可能有“柔软的头发”，当它们蒸发时会携带信息逃逸。这篇论文发表在最新一期的《物理评论快报》上。虽然研究结果并没有完全解决“黑洞信息悖论”的问题，但它指出了一个可能的研究方向。

根据爱因斯坦的广义相对论，静止的黑洞由三个可观测的参数决定:质量、电荷和角动量。只要一个物体变成黑洞或落入黑洞，除了这三个物理量以外的所有信息都会消失在黑洞的视界中。物理学家约翰·惠勒将这一理论描述为“黑洞没有毛发”

1975年，霍金研究了黑洞附近量子物质的行为。结果表明黑洞并不是真正的黑色。黑洞辐射粒子被称为霍金辐射，就像热物体放出热量一样。如果没有物体继续落入黑洞，通过这种“霍金辐射”的能量损失将导致黑洞的质量减少，最终蒸发和消失。这也提出了一个问题，黑洞里的信息储存在哪里？由于“霍金辐射”来自黑洞的表面，霍金认为信息也会丢失。

然而，到了20世纪90年代末，随着物理学的发展，特别是弦理论的发展，许多研究人员认为，当黑洞消失时，落入黑洞的信息会逃逸，但他们不知道信息是如何逃逸的。霍金的信息损失理论有什么错？霍金等人的最新研究提供了一个可能的答案。

研究指出，导致霍金出现“黑洞信息悖论”的两个基本假设存在问题。第一，量子引力中的真空是独一无二的，第二，黑洞没有“毛”。相反，他们认为黑洞所处的真空环境事实上不可能是完全真空的，而且还有“软毛”——与黑洞中低能量子相关的量子毛。

这些低能甚至零能量的软粒子聚集在黑洞的边缘，可以捕捉和存储从落入黑洞的粒子中获得的信息。这意味着，尽管落入黑洞的粒子可能会消失，但它们的信息将继续留在地平线边缘的这些“量子头发”上。

斯特林格在2014年研究另一期杂志时受到启发。他发现无限多的守恒定律可以控制引力子的散射。后来，在对学生的研究中，他发现这个结果也适用于电磁场。目前，他已经与霍金和佩里合作，将这一愿景应用于黑洞。斯特龙格和霍金等人用方程计算后发现，在加入软粒子后，黑洞真空的角动量会在能量不变的情况下发生变化。

但斯特林格也指出，他们的最新论文没有解决“黑洞信息悖论”。首先，我们必须重新分析重力场，而不仅仅是电磁场。他们正在努力。初步计算表明，在纯重力下也能获得类似的结果。更重要的是，他们提出的软毛可能不足以捕捉所有落入黑洞的信息，也不能解释黑洞消失时所有信息是如何恢复的，因为不清楚所有信息是否能被传输到软毛上。然而，可以肯定的是，通过研究路径，进一步的研究将揭示更多的头发类型，并可能最终解决“黑洞信息悖论”。(原标题:霍金修正黑洞理论:信息可以在黑洞蒸发后逃逸)