斯蒂芬·霍金传

黑洞是“监狱”还是另一个宇宙入口

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在前文中,我们已经了解了霍金的一部分关于黑洞的理论。霍金认为,按照人们目前对黑洞的了解以及科学对黑洞的研究,黑洞一直被认为是万事万物“永恒的监狱”,任何物体一旦被黑洞吸收和吞噬,它们包含的信息也会随之全部消失。但是,根据量子力学理论,这一观念是不成立的。因为在量子理论当中,任何信息是不能被永远消灭的,所以黑洞也就并非是“永恒的牢狱”。霍金认为,无论是人还是其他物质,被吸入黑洞并不意味着信息的永久丢失。原先人们认为那些被黑洞吞噬的物质,它们的信息也一同被存于黑洞的内部。但这种观点是不正确的,他们的信息可能会被黑洞的事件视界获取保存下来,也就是存在于黑洞的边界当中,而且在合适的时机这些信息会借助能量逃脱黑洞。

霍金用这一理论解决了著名的“黑洞信息悖论”的同时,他也在暗示,这些被存储的信息可能被放到了另一个平行的宇宙当中。他指出,如果黑洞的质量足够大,并且它在不断地旋转的话,那么这个黑洞就有可能是通往另一个宇宙的通道和入口。“黑洞并不是我们过去想象的永恒的监狱。事物能够逃离黑洞,既能从外面逃脱,也可能穿越到另一个宇宙。”

霍金这一“平行宇宙”观点的提出,再次引发了人们对黑洞的神秘构想。对于“平行宇宙”,我们可以这样理解:它是从某个宇宙当中分离出来的,与原来的宇宙平行存在的一个或几个宇宙,平行宇宙与原来的宇宙既有相似又有不同。在这些平行宇宙当中,或许有一些和我们所生存的宇宙条件相同的,那么它们当中就极有可能存在和我们的宇宙相似的星球和物种。不过,霍金也强调,这些平行宇宙可能会存在不同的发展演变结果,即一个宇宙当中已经灭绝的物种可能在其他的平行宇宙当中正在不断繁衍生息。也就是说,这些平行宇宙处在一个共同的空间体系之中,但是它们的时间体系不同;而从相同的时间体系来看,它们又处在不同的空间体系当中。举一个例子来说明:相同的空间体系就好比在一条铁路上先后疾驰而过的两辆火车,这两辆火车都是在同样的空间,也就是一条铁轨之上,但是它们进入这段铁轨的时间不同;相同的时间体系就如同在同一时间段内,一座立交桥上下两层通道当中同时穿行的汽车,它们在相同的时间之内做了相同的事情,但是分属不同的空间,分别在立交桥的上层和下层。

平行宇宙理论,最早是在公元前5世纪,由古希腊唯物主义哲学家德谟克里特提出。德谟克里特提出了“无数世界”这一概念,他的理论认为,原子通过自身的运动形成“无数世界”,“原子在虚空中任意移动着,而由于它们那种急剧、凌乱的运动,就彼此碰撞了,并且,在彼此碰在一起时,因为有各种各样的形状,就彼此勾结起来,这样就形成了世界及其中的事物,或者说形成了无数世界。”公元前1世纪,罗马共和国哲学家卢克来修指出,我们所生活的世界之外,还存在着“其他的世界”。平行宇宙理论的正式提出,是由物理学家埃弗雷特通过量子测量问题而建立的。埃弗雷特指出,在量子力学当中,存在着很多个平行的世界,在这多个的平行世界当中,每次量子力学的测量结果都不一样,这说明了不同的历史发生在不同的平行宇宙当中。这也就意味着每一个平行宇宙都是一个新宇宙,是绝对没有可能重合的,除非它们完全相同。

在国外,科学家已经试图通过实验证明平行宇宙的存在。欧洲核子研究中心大型强子对撞机科学家指出,在对撞试验中,可能会产生或检测出微型黑洞,不过这个黑洞的出现时间非常短暂,会在很短的时间内迅速蒸发。不过科学家表示,这个微型的黑洞可能是来自另一个平行宇宙。在这个实验之前,人们对平行宇宙的理解都源自于量子力学当中的多重世界,而大型强子对撞机将平行宇宙与黑洞紧密连接起来。在此之前,根据爱因斯坦的广义相对论,每一个黑洞中心都有一个密度无限大的奇点,人被黑洞吞噬之后再逃出的概率为零,他会被黑洞强大的引力场吸引到黑洞中引力无限大的奇点,这个奇点将会把所有的物质压缩成无限密集。但是,美国物理学家阿贝·阿希提卡说:“当你到达广义相对论的奇点,物理学终止了,等式也不成立了。”这也就说明一直的物理定律会在黑洞的“奇点”处失效,很多年以来,科学家都在寻找避免物理学定律在奇点失效的方法。

霍金认为,黑洞并非是孤立存在的,两个黑洞可能是平行的宇宙通道,黑洞很可能连接着宇宙的另一端。这与最新的科学研究相一致。科学家最新研究表明,黑洞的中心或许根本就不存在这样的奇点,而是一个高度弯曲的时空区域。在这一理论当中,引力场不会随着你接近黑洞中心不断增强,而是恰好相反,奇点不是终点,随着向黑洞中心的靠近,引力会慢慢地减少,就如同从一个隧道穿越到一个隧道,从一个黑洞的末端进入到了宇宙的另一片区域,也可能是进入到了另一个宇宙。所以,霍金也表示,黑洞并非是“永恒的牢狱”,当一个人不小心进入到黑洞当中之后,也许他无法返回自己原本生活的宇宙,但是也很有可能逃离到另外一个时空。因此,他才得出“黑洞事实上并非是人们所想象的那样摧毁一切,它可能是前往一个平行宇宙的通道”的论断。