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黑洞的全息秘密

黑洞


黑洞的全息秘密


這張計算機模擬圖像顯示了一個星系核心的超大質量黑洞 。中間的黑色區域代表黑洞的視界，在那里沒有光能夠逃脫大質量物體的引力 。黑洞強大的引力扭曲了它周圍的空間，就像一面游樂園的鏡子 。當恒星掠過黑洞時，背景恒星發出的光被拉長和模糊 。鳴謝:美國國家航空航天局、歐空局和D. Coe、J. Anderson和R. van der Marel (STScI)
據《今日宇宙》（保羅·m·薩特）：聽起來很奇怪，黑洞似乎是全息圖 。
在20世紀80年代，物理學家Jacob Bekenstein能夠精確地計算出黑洞增長了多少 。如果你給黑洞增加一個比特的信息，它的表面積會增加一個普朗克單位 。
普朗克長度是可測量的最小距離，大約10-35米，它很重要 ， 因為它正好在我們對物理學的理解完全崩潰的范圍內 。具體來說，在這個尺度上 ， 我們相信我們需要一個引力的量子理論來理解正在發生的事情 。普朗克面積是這個長度的平方，黑洞就是通過這個數量增長的 。它可能是宇宙中任何一個數字，但它是這個特定的數字 。
當我們向黑洞添加信息時，它會以獨特的量子引力方式做出反應 ， 這不同于宇宙中的任何其他系統 。
似乎進入黑洞的信息與其說與其體積有關，不如說與其表面有關 。它的二維表面 。無論我們向視界注入什么信息，它似乎都停留在那里，直接對這些信息做出反應 。似乎我們正在對所有的三維信息進行編碼，這些信息是關于在它們的二維表面上什么構建了什么以及什么掉進了黑洞 。
黑洞和全息圖到底有什么關系？為什么宇宙中唯一可以到達的量子力學和引力相遇的地方——也就是黑洞視界——其表面比體積對信息的反應更大 ， 這違反了直覺？大自然試圖教給我們一些東西，但我們只能在微弱的低語中領悟其中的道理 。
所以讓我們牽著大自然的手，看看這條路通向何方 。如果黑洞是全息圖，黑洞是量子引力的顯現 ， 那么也許我們開始模糊地看到，透過像伽利略第一次在天空上訓練他的自制光學系統時那樣朦朧和移動的玻璃 ， 引力的量子理論在本質上必須是全息的，并且全息不僅對我們如何看待神秘的數學物理，而且對現實本身的范圍有巨大的影響 。
這是全息原理背后的推理路線 ， 一個包含不超過三個詞的陳述 ， 完全徹底地摧毀了我們對空間、時間、物質和能量的理解:我們生活在全息圖中 。
下一次，也許是最后一次引力革命即將來臨 。它始于對黑洞是宇宙中最大熵區域的觀察，黑洞對信息內容的消耗導致其表面積而不是體積成比例增長 。它以對重力的全新理解而結束 。