從黑洞“毛發(fā)”理論再到嘗試解決信息悖論，英國(guó)著名物理學(xué)家史蒂芬·霍金提出了一系列關(guān)于黑洞的開創(chuàng)性理論。

而在他的一項(xiàng)最新理論中，霍金提出質(zhì)量與一座山相當(dāng)?shù)奈⑿秃诙纯梢葬尫懦龃罅康腦射線和γ射線，輻射功率可以高達(dá)1000萬(wàn)兆瓦，這將足以供應(yīng)全世界的用電需求。不過(guò)別高興太早，我們首先需要找到一個(gè)質(zhì)量足夠小且不會(huì)把我們毀滅掉的小型黑洞。

這是近日霍金做客BBC 4臺(tái)第二期“里斯講座”（Reith lecture）嘉賓時(shí)所作的闡述。在闡述自己關(guān)于黑洞的一系列理論時(shí)，霍金提到在真空中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)虛粒子對(duì)，其中一個(gè)可能會(huì)落入黑洞，而另一個(gè)成員粒子則可能留在黑洞外。此時(shí)，由于失去了發(fā)生相互湮滅反應(yīng)的“同伴粒子”，這個(gè)在黑洞外的粒子就有機(jī)會(huì)逃離，并以輻射的形式向外發(fā)射。

黑洞發(fā)電站

物理學(xué)家們此前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，黑洞會(huì)向外發(fā)出粒子和輻射，其強(qiáng)度與黑洞的質(zhì)量大小直接相關(guān)，兩者之間呈反比關(guān)系。比如說(shuō)，一個(gè)質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)?shù)暮诙磳?duì)外釋放粒子的效率極低，根本難以進(jìn)行探測(cè)。而一個(gè)質(zhì)量與一座高山相當(dāng)?shù)奈⑿秃诙此尫诺牧Ｗ虞椛鋭t會(huì)相當(dāng)明顯。

霍金表示：“一個(gè)質(zhì)量與一座山相當(dāng)?shù)暮诙矗溽尫臱射線和γ射線的功率可以超過(guò)1000萬(wàn)兆瓦，足以供應(yīng)全球的電力所需。不過(guò)，要想捕獲這樣一個(gè)迷你黑洞也并不容易，你不能就那樣把它放進(jìn)一座發(fā)電站，因?yàn)樗椭苯訌牡匕逑蛳?，一直落到地心。如果我們有這樣一個(gè)黑洞，我想唯一的方法只能是將它放置在圍繞地球運(yùn)行的軌道上?！?/p>

科學(xué)家們多年來(lái)一直在嘗試尋找此類微型黑洞，但一直沒(méi)有取得進(jìn)展。他說(shuō)：“這真是令人感到遺憾，因?yàn)槿绻隳軌虺晒φ业竭@樣的黑洞，你就能獲得諾貝爾獎(jiǎng)?！辈贿^(guò)他認(rèn)為自己有比苦苦搜尋更好的主意，那就是在額外的時(shí)空維度中制造出一個(gè)這樣的黑洞出來(lái)。他說(shuō)：“根據(jù)一些理論，我們所生活的宇宙不過(guò)是一個(gè)四維空間的表面，而宇宙本身很可能是一個(gè)10維乃至11維的空間?！?/p>

霍金指出：“由于光線只能在4維空間中傳播，而不能涉及那些額外維度，因此對(duì)我們而言，那些額外的維度是無(wú)法看到的。然而引力卻可以對(duì)那些額外維度產(chǎn)生顯著影響，因此這就讓我們?cè)陬~外維度中制造一個(gè)微型黑洞出現(xiàn)了可能性?！?/p>

就在去年，霍金提出一項(xiàng)理論，指出黑洞并非很多人以為的那種“終極煉獄”，因?yàn)閿?shù)據(jù)是有可能從黑洞中逃離的，并提出了一種新的機(jī)制來(lái)解釋這一問(wèn)題　　我們或許可以在位于歐洲瑞士境內(nèi)的歐洲核子中心（CERN）大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）設(shè)備上對(duì)霍金的這一理論進(jìn)行檢驗(yàn)。該中心開展的一些粒子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)中會(huì)產(chǎn)生出類似的微型黑洞，后者產(chǎn)生的粒子輻射模式將很容易被識(shí)別出來(lái)。對(duì)此，霍金幽默的表示：“看來(lái)我畢竟還是能拿到諾貝爾獎(jiǎng)的?！?/p>

就在去年，霍金提出一項(xiàng)理論，指出黑洞并非很多人以為的那種“終極煉獄”，因?yàn)閿?shù)據(jù)是有可能從黑洞中逃離的。

這位已經(jīng)74歲高齡的物理學(xué)家以一篇科研論文的形式從學(xué)術(shù)上詳細(xì)闡述了這一思想，并表示該問(wèn)題答案的核心就在于一種位于黑洞事件邊界附近，處于零能量狀態(tài)的粒子，或者如霍金所言的“軟毛發(fā)”之中。

在去年8月份在瑞典首都斯德哥爾摩舉行的一次演講中，霍金教授在輕松幽默的氛圍中對(duì)這一理論進(jìn)行了闡釋。他對(duì)傳統(tǒng)上認(rèn)為任何物質(zhì)一旦落入黑洞就會(huì)永遠(yuǎn)消失的觀點(diǎn)進(jìn)行了駁斥，并表示他找到了一種機(jī)制，能夠確?！靶畔暮诙粗刑与x”。

霍金指出，被束縛在黑洞事件界限內(nèi)部的粒子應(yīng)當(dāng)是由光子和引力子組成的，它們是光和引力能量的“量子”。這些能量非常低，甚至可以認(rèn)為是不具有能量的量子粒子聚集在黑洞邊緣附近，它們可以從落入黑洞的粒子中捕獲并儲(chǔ)存其中含有的信息。這一機(jī)制表明，即便落入黑洞的粒子消失了，但它們所包含的信息并不會(huì)隨之丟失，而是會(huì)被保留下來(lái)，在黑洞虛幻邊緣的量子“毛發(fā)”中徘徊，這種場(chǎng)景有時(shí)候會(huì)讓人聯(lián)想到人鼻孔中的鼻毛截留進(jìn)入我們鼻腔內(nèi)空氣中的塵埃顆粒。

“黑洞信息悖論”長(zhǎng)期以來(lái)困擾著黑洞研究。該悖論的核心內(nèi)容是：如果按照傳統(tǒng)觀點(diǎn)，即認(rèn)為一旦黑洞消失，此前所有被黑洞吞噬的物質(zhì)所攜帶的全部信息也將隨之從宇宙間消失。那么這樣的結(jié)果將與量子力學(xué)原理相沖突，因?yàn)楹笳咧赋?，信息和能量一樣是守恒的，是無(wú)法被消滅的。

而如果霍金的這一理論正確，那么或許這將最終引導(dǎo)科學(xué)家們找到解決這一悖論的正確道路。