🤷🏼 🌒 ⏫ 黑洞和学术墙 👩‍👩‍👧 👩🏼‍🤝‍👨🏾 👃

陷入黑洞过去很简单：您什么都不会注意到。但是，一堵墙能否在您的途中出现？

根据爱因斯坦的说法，您不会注意到穿过黑洞事件视界的那一刻。但是现在研究人员证明，您的路径中可能会出现防火墙（或砖块）。他们一次都疯了吗？

Tl；博士：是的。

有时很难理解为什么有人会浪费时间解决诸如黑洞中的信息丢失之类的学术问题。我说的是，过去十年来大部分时间都在思考黑洞。在遭受战争和疾病，至少是语法错误的世界中，物理学家是否无事可做？除了由于40岁的难题而希望登上头条新闻之外，这些研究人员还有哪些动机？

今天，许多物理学家正在研究诸如似乎与现实脱节的黑洞中的信息丢失之类的话题。黑洞将在完全蒸发之后能够破坏信息，并且在未来的1000亿年中不会发生这种情况。驱动这些科学家的并不是他们思想的实际应用，而是意识到今天有人必须为科学铺平道路，这将在一百，一千或一万年内变得必要。在阅读新闻头条描述发生的混乱时，我认为这种论点的超凡脱俗和导致悖论的必然逻辑只会增加它的分量。

而且我会被铁丝拼图迷住。

如果黑洞中信息的丢失是太空侦探，那么量子理论就是一个牺牲品。斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）在1970年代初表明，量子理论与重力的结合为我们提供了黑洞的热辐射。该“鹰嘴辐射”由除温度之外不包含任何其他信息的粒子组成。当黑洞完全蒸发时，所有掉入黑洞的信息都会被破坏。但是这种对信息的破坏与用来证明这一结论的量子理论本身是不相容的。在量子理论中，所有过程都是时间可逆的，但是黑洞的蒸发显然是不可逆的。

这对物理学家来说是一个严重的难题，因为它表明引力理论和量子理论不想结合。用未知的量子引力理论解释这个问题也失败了。霍金辐射不是一个量子引力过程，尽管量子引力在黑洞蒸发的最后阶段变得很重要，但有人认为到那时提取所有信息为时已晚。

到1990年代末，情况发生了巨大变化，马尔达塞纳（Maldacena）提出某些重力理论等同于规范理论。这种著名的“轨距与重力之间的对应关系”是在弦理论中发现的，尽管尚未进行数学证明，但它消除了黑洞中信息丢失的问题，因为无论在黑洞蒸发过程中发生什么，都在轨距理论中进行了等效描述。量规理论不会杀死信息，因此没有问题。

尽管校准和重力的一致性使包括史蒂芬·霍金本人在内的许多人相信黑洞不会破坏信息，但是它并没有阐明信息如何从黑洞中逸出。研究仍在继续，但自满情绪在理论物理学家之间扩散。弦论似乎已经解决了这一悖论，而且在我们了解其细节之前仅是时间问题。

但是一切都错了。相反，在2012年，一组物理学家Almheiri，Marolf，Polchinski和Sally（Almheiri，Marolf，Polchinski，Sully-AMPS）表明，这种“决定”是矛盾的。他们表明，大多数弦理论家认为正确的四个假设不能同时实现。这些是假设：

黑洞不会破坏信息。
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第二个假设改变了霍金辐射不是量子引力效应的说法。第三，通过计算推导弦理论中的黑洞微状态。第四-爱因斯坦等效原理。简而言之，AMPS说这些假设之一是不正确的。其中一位证人在撒谎，但究竟是谁？

AMPS在他们的工作中建议，也许不是很认真，放弃最无争议的假设：第四个。如果您放弃第4号，则其他三个将导致观察者掉入黑洞，偶然发现“火墙”并燃烧到地狱。但是，等价原理是广义相对论的教条，只有在万不得已时才可以放弃。

对于一个没有经验的观察者，似乎很明显第三证人在说谎。与基于已知理论且准确性很高的其他假设不同，数字3来自未经验证的结论。因此，如果我们抛弃其中一个假设，那么也许这将是假设字符串理论对黑洞的内容是正确的。但是，这种可能性当然在弦理论家中不是很流行。

在几个月内，理论高能物理的arxiv部分挤满了试图调和这些假设的尝试。提出了所有解决方案，从采用防火墙理论到多元宇宙和复杂的思想实验，证明观察者跌入黑洞不会注意到它会燃烧。是的，这里有现代物理学。

我也为这次讨论做出了贡献。我发现所有证人都令人信服，没有一个给人以说谎者的印象。接受了这一点，我意识到它们的明显不兼容性来自于证明中使用的第五个未宣布的假设。当您意识到受害者没有在发现尸体的地方被杀死时，看似矛盾的陈述会突然变得有意义，当您不需要以某种方式保存信息时，这四个陈述才有意义（例如，最终该条件将不是“典型”）。取而代之的是，在事件视界附近需要局部能量守恒的要求使得防火墙无法实现，同时也显示了黑洞的蒸发与量子理论的精确兼容。

在我看来，没有人喜欢我的工作。也许是由于它的图片难以理解。或者是因为得出这样的结论：在事件视界附近的某个地方存在一个边界，该边界会改变量子理论，因此对于任何在黑洞附近的观察者来说都是不可见的。可以测量此边界产生的影响，但只能在很远的距离上进行测量。

尽管我的假设用防火墙解决了这个难题，但它并没有解决黑洞中信息丢失的问题。我在注释中提到，原则上，您可以使用此边界将信息传输到出射辐射，但是它仍然不会完全解释信息如何到达此边界。

作品发表后，我再次发誓不再考虑黑洞的蒸发。但是上周，来自't Hooft的预印本出现在arxiv中。这是最早研究黑洞热力学的人之一，在他的新作中，“ t Hooft”认为黑洞事件视界是反映信息的边界-如“新科学家”所描述的“砖墙”。这个想法的灵感来自史蒂芬·霍金（Steven Hawking）最近的假设，即大多数掉入黑洞的信息都存储在地平线上。如果是这样，您可以给地平线一个工作的机会，那么信息将再次能够离开黑洞。

当然，我认为砖块不能比火堆有很大的改进，而且我敢肯定，这种想法不会成功。但是，经过所有这些混乱之后，它可以帮助我们更好地了解地平线与霍金辐射的相互作用以及它如何在其中编码信息。

快进一千年。在这里，我们正在等待量子引力理论，它使我们能够了解最短距离的空间和时间行为，并且，正如许多希望一样，我们可以理解量子理论本身甚至是物质的来源。进步是很小的一步，有时历史会引领我们前进，但是物理学家得到这样的认识的支持：必须存在解决方案，并且将捕获信息的杀手。阅读本书的最后一页没有窍门-尚未编写。

黑洞和学术墙

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