1976年,霍金稱自己通過計算得出結論,黑洞一旦形成,就開始向外輻射能量,但這種輻射並不包含黑洞內部物質的「信息」。最終黑洞將因為質量喪失殆盡而消失,而那些黑洞內部的信息也就不知去向,這便是所謂的「黑洞悖論」。
然而,上述理論與量子物理學的理論背道而馳。量子物理學認為,類似黑洞這樣質量巨大物體的信息是不可能完全喪失的。
「黑洞悖論」已困擾科學家半個世紀之久。近日,英國蘇塞克斯大學科學家們表示,他們可能已經通過證明黑洞具有一種被稱為「量子毛髮」的特性解決了這一問題。如果正確,這將標誌著理論物理學的重大進步。
科學家們認為,當物質坍塌成黑洞時,它會在引力場中留下微弱的印記。這一印記被稱為「量子毛髮」,它將提供在黑洞坍塌過程中保存信息的機制。根據這一理論,兩個質量和半徑相同、但內部組成不同的黑洞,其引力場會有非常細微的差異。
研究作者Calmet說:「此前,科學界普遍認為,解決這個黑洞悖論需要重新制定量子力學或廣義相對論。而我們的研究表明,量子毛髮理論可用來對黑洞進行一致的計算,並解釋信息是如何存儲的,並不需要所謂的新物理學。」
不過,量子毛髮理論尚未得到驗證,因為引力波動太小而不易測量。