黑洞是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
图片转载自电影星际穿越
也许你可能已经了解了黑洞的概念,但你听说过黑洞信息悖论吗?这个问题其实在物理学中已经存在很长时间了。基本上,黑洞似乎打破了物理学的规则。部分原因是我们必须用两种不同的理论来描述它们。“这两种理论互相打架”。一方面,我们有量子力学,这一理论描述了由微小原子和粒子组成的世界。另一方面,我们有广义相对论,这一理论描述的是大尺寸,大质量,大规模的事物,世界上大多数事情都不需要同时满足这两种理论。这些事物要么大,要么小。
质量越大,在宇宙中造成的扭曲越大,引力也越大
黑洞却两者兼有。
黑洞是整个宇宙中密度最大的物质。黑洞占据的空间很小,但质量却很大。需要用两种理论来解释。然而,当你试图把量子力学和广义相对论相结合起来时,一切都变得疯狂起来。两条物理定律怎么可能不适用呢?每一个理论都在自己的领域里完美地运作。量子力学可以很好地描述所有亚原子的东西,所有我们看不到的,非常小的东西。
薛定谔的猫,是生是死,在量子力学里真的是一个问题
而广义相对论可以完美地描述非常巨大的东西,比如行星的运动。(广义相对论是描述物质间引力相互作用的理论。其基础由阿尔伯特·爱因斯坦于1915年完成,1916年正式发表。这一理论首次把引力场等效成时空的弯曲。)