科学家数十年研究“大象闯黑洞” 动摇相对论 2006-12-06 09:10更新 来源：北京科技报

试想一头大象闯入黑洞会怎么样？这也许听起来像天方夜谭。然而美国加里福尼亚州斯坦福大学的物理学家萨斯坎德却用几十年时间来“营救”它。他的研究结果出人意料，大象竟然在黑洞的两边，这在物理界引起“大地震”，甚至动摇了爱因斯坦的“相对论”。 霍金赌输了 二十世纪七十年代，牛津大学著名科学家斯蒂芬·霍金从理论上提出黑洞不是真黑，而会慢慢蒸发，并过几十亿年消失。人们称它为“霍金辐射”，这种现象常发生在黑洞的边缘。但是霍金自问，如果黑洞最终消失，里面的一切将会怎样？他推测所有物质会随辐射漏回宇宙，速度比光还要快，以逃脱黑洞的“魔爪”。 30年来霍金坚信黑洞中的信息一定是在蒸发中被毁灭。他认为辐射是随机的，不包含最初进入黑洞时的信息。为此1997年他和加利福尼亚州理工大学物理学家基普·索恩及同校的约翰·普雷斯基尔打赌，赌注是一本《棒球百科全书》。这事沉寂多年，直到2004年6月，霍金出人意料地在爱尔兰都柏林的会议上宣称，自己一直以来在走弯路，黑洞没有摧毁信息。因为《棒球百科全书》很难买到，所以霍金只好送给普雷斯基尔教授一本《板球百科全书》作为补偿，一时成为科学界的佳话。 万物之理 是什么使霍金改变想法的呢？是美国新泽西州普林斯顿大学高级研究学院一名叫胡安· 马多西纳的青年科学家。尽管当时他名不见经传，但是在过去十年中一些科学家认为他对理论物理学作出了杰出的贡献。他采用了超弦理论，又称万物之理 (TOE)，很好地协调了量子理论和相对论。在1998年的弦论会议上，人们借用“玛卡莲娜”的旋律，以一首名为 “马多西纳”的歌曲向他致敬。 1997年他发展了萨斯坎德和荷兰乌得勒支大学的杰勒德·胡夫特提出的超弦理论。他认为，黑洞像其他东西一样有一个边界，它的蒸发和边界上相互作用的量子相符合。在宇宙中普通量子不会发生信息丢失，那么在黑洞中同样也不存在信息的神秘失踪。他说：“边界理论考虑到了量子力学的规则。它让所有的信息很明了。” 虽然这个结果令人吃惊，但是多数物理学家到目前为止认可这个想法。萨斯坎德说：“包括霍金在内的反对派不得不放弃，因为这个理论是如此精确。所有的理论物理学家从最实用的目的出发都认为全息原理和信息守恒是真实的。” 大象闯黑洞 要是信息没有在黑洞里丢失，那么它又在那里？马多西纳说：“霍金辐射不是随机的，其中包含着进入黑洞物质的微妙信息。” 萨斯坎德认为这项研究是一大进步,可以用大象闯黑洞的思想试验来描述。 想象小女孩艾丽丝在一个安全的距离看黑洞，突然一头大象愚蠢地向黑洞边界走去。她发现大象越靠近黑洞边界速度越慢，这是广义相对论在起作用。大象在“霍金辐射”的烘烤下变成一堆灰。在艾丽丝看来，大象的信息就在灰烬中。