為什麼信息一旦落入黑洞,就會消失掉?

時間史


先說結論,關於信息落入黑洞就會完全消失這個結論,目前在物理學上還沒有定論,這個問題的實質就是關於“黑洞信息悖論”的一種討論。我們先了解一下什麼是“信息”,對信息這個詞我們都不陌生,總能聽到各種媒體在說我們生活在一個信息時代,這也沒錯,我們平常理解的信息就是泛指社會中一切可以傳播的內容。但在物理學中,信息這個概念一般由熵來定義的,特別在量子力學中,是要求信息守恆的。

關於信息守恆,我們可以這樣理解:如果我們通過某種方法或技術,可以知道地球上所有空氣分子,海洋湖泊中所有水分子以及地球上一切物體中分子每一時刻所處的狀態,那麼根據物理學定律,我們就可以精確的計算出下一時刻地球的樣子,從一秒後的的地球到第二天的地球以至於幾十億年後的地球的樣子,不管是天氣的變化還是生命的演化。就是說,只要知道現在這個時刻地球所處狀態的詳細信息,就可以通過物理學定律嚴格計算它之後所處的每一個狀態,從而得到未來或之前某一時刻的信息。這種依據當下物理狀態精確求得未來或者過去狀態的現象,被稱為物理定律上的信息守恆。也許有人會反駁說,如果有一張寫滿信息的紙,在把它這張紙燒成灰,那麼上面的字就消失不見了,你所說的信息不就丟失了嗎?這在宏觀上看好像是這樣的,但實際上信息並沒有丟失,因為在物理學上考慮的是物質所有精細的狀態,精細到分子原子級別,也就是說,如果我們能夠知道這燒後灰的所有分子的狀態,那麼我們還是可以通過物理定律反推算出它原來的樣子,包括這張紙上組成那些字符的每一個分子的位置。這個結果聽起來有些玄,但在理論上的事實確實是可以達到的。

現在回到黑洞這裡,為什麼會認為信息落入黑洞就會消失,因為要描述一個普通的黑洞只需要三個物理量,分別為質量、角動量與電荷,這也被稱為黑洞的無毛定理(三毛定理),所以黑洞是一個十分簡單或者稱之為“單純”的物體。有人會問,那麼地球等天體就複雜了嗎?是的,地球相對黑洞要複雜的多,除了簡單的質量,角動量與總電荷外,還需要知道它的具體形狀,都有什麼元素,以至於地表上都有什麼生物到你頭上有多少毛髮等等,都是屬於地球攜帶的各種信息,而這些信息一旦越過黑洞的視界就再也找不回來了,在理論上也找不回來,所以說信息一旦落入黑洞就消息了。

但霍金提出的關於“霍金輻射”這個理論讓進入黑洞的信息有了“一線生機”,在關於黑洞信息問題上:

首先,量子力學要求信息守恆。

其次,熱輻射是幾乎不攜帶任何信息的(你可以想一下,同樣溫度的兩個物體,發出的熱輻射幾乎是完全相同的),落入黑洞的載有各種信息的外界物體,只會“吐出”幾乎不攜帶任何信息的熱輻射,這就破壞了量子力學中信息守恆的基本要求。

但是,按照霍金理論,黑洞輻射除了熱輻射,還能吐出無處不在的量子漲落,這就導致了現在的物理學家提出了很多假說,例如,有物理學家認為黑洞蒸發殆盡後會留下一個普朗克大小的裝滿信息的“核”。也有人從弦論出發,認為黑洞內部是一個具有未知結構的“模糊球”,落入黑洞物質的信息就記錄在其上面,之後隨著輻射離開黑洞。還有人認為在黑洞邊界有一道“火牆”,所有外界物體在接觸火牆時就會被完全摧毀。當然,這些假說理論到底對不對現在還無從談起,對於這些可能性,我們今天有的理論還無法決斷。

其實,關於黑洞信息悖論的內容還是有些複雜的,簡單的說就是黑洞從形成到蒸發這個過程中伴隨著信息的丟失,而除此之外的所有物理過程都是信息守恆的,並且我們相信包括黑洞本身在內的過程也應當是信息守恆的。因此很可能是我們在處理關於黑洞信息的時候在某一個地方上的推理出錯了,但我們還不清楚,這個就是悖論。

至於落入黑洞的信息去哪裡了,現在沒人知道,也許得等一個落入黑洞的人再出來告訴我們吧!


清明的星空


那我們先了解一下黑洞是以什麼載體行成的?黑洞是霍金對宇宙之中星體消失的迷茫而聯想的一個宇宙天體-黑洞!為什麼叫黑洞?因為科學家們什麼也看不到!只是觀測到天體到了那個地方就會消失!連光線都沒有!就考慮到可能這個天體也能吸收光子!科學家們稱之“黑洞”並不是它就是黑的!是因為什麼也看不到才稱之黑洞!到底黑洞是怎樣行成的!霍金的猜測是超大恆星燃燒到最後爆炸行成的引力超強漩渦!宇宙之中的任何天體到了那裡也逃逸不了!就連光速的光子也被這個超級漩渦俘獲了!但是光子也屬物質!信息屬什麼?_?信息屬動態波!但是波的誕生和載體是物質!載體都被俘獲粉碎壓縮融化消失了!那信息肯定也會隨之消失的!

對於黑洞這個朦朧天體的真正面目還要等科學家們對它進一步的瞭解!也許它只是一個像超級龍捲風一樣的太空引力漩渦!把俘獲的天體和物質以超光速拋到了太空的遠方!你也可以猜測一下對這個太空怪獸看法!總之它與我們太遠了!不是幾公里和幾億公里的事!都用光年計算!這麼遠的距離對一個天體只是猜測而以!……




幫你走出牛角尖


目前人類所掌握的信息技術,主要途經就是通過視覺,聽覺,表現形式為圖文,視屏,音頻等,這些些東西都有一個共同點,可視化,可操作化和人為化。

但對於黑洞這種人類現有所有物理定論對不適用的傢伙,一切的一切在它面前都是白搭。人類目前對於地外天體的觀測和長遠距離的通訊等等,都離不開電磁波運用。光就是電磁波的一種,大量運用於觀測。



由於黑洞引力的強悍連光都無法逃逸,人類沒有了光所帶來的信息,就無從觀測到它,更不知道它長個什麼模樣。所以稱之為黑洞。試想,你閉眼是阻擋光的進入,沒了光所帶來的信息,你就什麼也看不到。而黑洞是從光本身出發,它不讓光逃出它的掌控,光也就無法攜帶它的任何信息逃出來。所以無法觀測。

信息不僅僅是可視化信息,物質本身就是一個信息載體,比如我們人類就是一個信息的高級載體,從生命誕生到進化,信息的遺傳一直伴隨人類,其它生物同樣如此,俗話說種瓜得瓜種豆得豆就是這個道理。非生命體信息表現在物質結構和物質特性上。



霍金曾經指出,一個物質所包含的所有信息,都是建立在物質結構上,而黑洞本身對其的定義就是一個奇點。他認為,落入黑洞的任何物質,他的最基本物質結構都將不復存在,也就不存在任何信息,融為黑洞本身。黑洞本身到目前為止,人類都無法真正意義上認知它到底是一個怎樣的天體,因為它傳遞給我們的信息都是通過其它現象得知。它本身也是一個不傳達任何信息給我們的天體。


豆丁科學


原創思想,物質是信息的載體,信息需要物質來儲存,然而一旦黑洞用巨大的引力吸引物質並在其周圍形成積吸盤後,黑洞就將物質粉粹成質量點和光子,質量點併入黑洞,而光子則會以x射線或γ射線的方式釋放出去,物質一旦死亡,信息賴以生存的載體亦不復存在,信息亦隨之消失。所以,霍金的黑洞中信息不會消失的猜想是不靠譜的,皮之不存毛將焉附?


孤猴78345271


不會,信息傳播的速度不會超過光速,所以進去黑洞中是無法逃逸的。

當物質進入黑洞後,它的質量、電荷量、自旋量、動量信息並不會毫無緣由的變化,依舊服從守恆律。



東sir探世界


它們之間速能差距太大,一切外來物質都會被瞬間吞掉





楊善坤科研文學


物理學上有關物質進入黑洞“信息丟失”,是指各種物理化學屬性的喪失。比如一塊質量一百噸的鐵進入黑洞後,它的物理形態、溫度、原子電子原子核結構、比重、化學反應形式都沒有了,只剩下質量、宇宙射線等的殘存信息了。所以,看科普文章中的信息丟失,是與我們平常說的信息概念是有區別的。


直指見性



偉松12


世界上任何東西進去都會消失


新樂村裡人


簡單的說就是任何物質哪怕是光子都無法逃脫黑洞的引力,而宇宙中最快的就是光速了。所有信息不能脫離物質而單獨存在。因此落入黑洞的信息當然從外界的角度看就消失了。這並不意味著信息本身的消失,而只是它無法逃脫黑洞束縛被框在黑洞的視界之內而已。


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