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第一百一十七集黑洞之心、起点、事件世界与信息贝伦在我一生的宇宙探险中,黑洞始终是宇宙中最极端最迷人的天体, 他的核心是一个物理定律失效的起点,但这个起点并非赤裸裸的暴露在宇宙中,他被一个完美的不可逾越的边界所伪装和隐藏, 这个边界就是事件世界。事件世界是时空极端扭曲的产物,它不仅定义了黑洞,也保护了我们的宇宙,使其免受起点混乱的侵蚀。一、起点 被囚禁的无限,这是黑洞的心脏,一个时空区域无限大的点是物理定律的终点。根据宇宙监督甲说,这个危险的起点被事件世界牢牢的囚禁在内部,无法影响外部宇宙。二、事件世界, 不归之界环绕着起点的是黑洞最著名的特征世界世界,他不是一个物理的表面,而是一个时空的边界。一个不归点, 你可以把它想象成瀑布的边缘,在瀑布上游,你可以划船逃离,但一旦你越过了边缘,湍急的水流将无可挽回的将你拉向深渊。同样,任何物质包括光,一旦越过事件世界,其未来的所有世界线都指向内部的起点, 再也无法返回或与外界交流。事件世界的大小及石瓦西半径与黑洞的质量成正比, 它决定了黑洞的大小,也决定了其引力的作用范围。对于外界观测者来说,世界世界是绝对的黑暗,因为它不发射任何光或信息,它是一个完美的信息吸收体。三、信息辩论物理学基础的动摇 当我们将起点和世界世界结合起来时,一个深刻的悖论就产生了,这就是著名的黑洞信息悖论。这个悖论源于物论学两大基本原则的尖锐冲突。 广义相对论的观点认为,信息是会被永久摧毁的。当你把一本书扔进黑洞,从外部宇宙的角度看,这本书所包含的所有信息,文字、纸张的原子排列都随着它坠入起点而消失了。世界,世界确保了这些信息永远无法再被外界获取。 量子力学的观点认为,信息是守恒的,永远不会丢失。量子演化是妖正的即可逆的,信息可以被搞乱、隐藏,但不能被凭空抹去, 这个冲突是致命的。如果信息在黑洞中真的丢失了,那么量子力学的根基妖正性就会被动摇, 整个物理学的大厦都将动摇。为了拯救量子粒子,物理学家们提出了几种可能的解决方案,其中最著名的是斯蒂芬霍金的奔现。霍金在一九七四年提出,黑洞并非只进不出。由于量子效应在事件世界附近的表现, 黑洞会非常缓慢的向外辐射粒子,这个过程被称为霍金辐射,这意味着黑洞有温度,会蒸发。 一个太阳质量的黑洞需要极其漫长的时间才能完全蒸发,但理论上它会发生。霍金辐射的出现让信息被伦变得更加尖锐。如果黑洞最终通过霍金辐射完全蒸发掉,那么最初掉进去的信息去了哪里? 霍金最初认为辐射是纯粹的热辐射,是无记忆的,不包含任何关于掉入物质的信息。那么当黑洞消失后,信息就真的从宇宙中丢失了。为了拯救量子粒子,物理学家们提出了几种可能的解决方案。 信息在霍金辐射中编码。后来的理论,特别是基于显理论的研究认为,霍金辐射并非完全无记忆的 掉入黑洞的信息,可能以极其复杂、难以解码的方式编码在了霍金辐射的关联性中。对于外部观测者来说,信息没有丢失,只是被洗牌了,变得极难解码。当黑洞完全蒸发,所有信息最终都回到了外部宇宙 信息守恒得以维持全息原理。这个原理认为,一个空间区域内的所有信息可以被完全编码在该区域的边界上。黑洞的信息可能被烙印在了事件世界这个二维表面上,然后通过霍金辐射释放出来。 火墙假说一个更激进的猜想认为,为了保存信息,事件世界可能并非一个平滑的边界,而是一个充满能量的火墙。任何掉入的物体都会被火墙瞬间摧毁,其信息立即以辐射形式返回外部,从而避免了信息进入起点。 它不仅仅是一个关于黑洞的学术问题,它关乎我们如何理解信息、时空和现实的本质。解决这个悖论,很可能需要一次物理学的大统一,将引力、量子力学和信息论完美的结合起来。致信 这个宇宙中最极端的地方,正迫使我们对最基本的物理定律进行最深刻的反思。我是玉面侠,一个宇宙探险者。请点赞关注下集更精彩!

第一百四十九集起点的信息黑洞辩论与量子信息论在我一生的宇宙探险中, 黑洞始终是宇宙中最极端、最迷人的天体,它是一个终极的引力监狱,任何物质一旦落入,便永无逃脱之日。然而 比它的引力更让我着迷的是它所引发的一场关于信息的深刻危机,这场危机就是我们所说的黑洞信息备论。 他将物理学最伟大的两大理论,广义相对论和量子力学推向了公开决战的舞台,而决定胜负的关键或许就隐藏在量子信息论的密码之中。 辩论的诞生两种物理现实的冲突让我们先来理解这个辩论的核心冲突, 一方面是爱因斯坦的广义相对论,在这个理论中,黑洞是一个简单而纯粹的天体, 他只有三个属性,质量、电阻和角动量。所有其他信息,比如一颗恒星是由什么元素构成的,他坠入时的形状、温度、历史都在穿越事件世界后被无情的拖向中心的起点,并从我们的宇宙中被彻底抹去。 从这个角度看,事件世界是一个单项目,信息一旦进入就永远丢失了。 广义相对论说信息可以被毁灭。另一方面是量子历史,这个理论统治着微观世界,它有一个神圣不可动摇的原则,信息守恒。 在量子世界里,一个系统的状态可以用一个波函数来完整描述,这个波函数的演化是确定性的、可逆的。就像一本魔法书,你可以把树叶撕碎,但理论上,只要你收集了所有的碎片和他们飞散的精确信息,你就能把书完美的复原。 量子立学说信息永远不会丢失,他只会被转化或隐藏。现在,斯蒂芬霍金登场了, 他将量子场论应用于黑洞的弯曲时空,得出了一个惊人的结论,黑洞并非只进不出,他会通过一种被称为霍金辐射的机制,非常缓慢的蒸发并最终消失。 这个发现点燃了悖论的导火索。如果黑洞会蒸发殆尽,那么那些被他吞食的信息去哪里了?霍金的计算表明,霍金辐射是纯粹的热辐射,完全不包含任何关于落入物质的信息。它就像一本被烧成灰烬的书, 你只能测量到灰烬的温度,却无法知道书里写了什么。当黑洞完全蒸发后,信息就真的从宇宙中消失了。 这直接违背了量子力学的信息守恒定律。物理学大厦的两根支柱,一根说信息会丢失,另一根说信息必须守恒,他们不可能同时正确。 这就是黑洞信息悖论,一场动摇了物理学根基的危机战场。事件世界与全息原理为了解决这个悖论,物理学家们将目光聚焦在了事件世界上, 这里成为了理论交锋的最前线,一个革命性的想法应运而生。全息原理由特胡福特和萨斯坎德等人提出的。这个原理认为,一个三维空间区域内的所有信息可以被完全编码在其二维的边界上, 就像一张二维的信用卡芯片,可以储存三维的全息图像一样。如果全息原理是正确的, 那么掉入黑洞的信息并没有被起点毁灭,而是被打印在了事件世界这个二维的表面上。黑洞内部的三维世界就像一个由其二维边界信息投射出来的幻象。当黑洞通过霍金辐射蒸发时, 他实际上是在缓慢的读取并释放储存在事件世界上的信息,这样信息就守恒了。辩论似乎解决了。然而,这个解决方案带来了一个更诡异的问题,被称为防火墙。辩论。防火墙,一场温和的谋杀 如果信息真的储存在事件世界上,那么根据量子力学的纠缠原理,事件世界就必须是一个极其热和混乱的地方,充满了高能粒子。但这又与广义相对论的另一个核心思想等效原理相冲突。等效原理告诉我们, 在自由落体的观测者看来,事件世界应该是一个空无一物、平平无奇的地方。你无法同时拥有一个平静的事件世界和一个储存信息的事件世界。 为了调和这个矛盾,一些物理学家提出了一个惊人的火墙假说,事件世界根本不是空的,而是一堵由高能粒子组成的,足以瞬间焚毁任何掉入者的火墙。 这个假设是如此激进,它意味着爱因斯坦的等效原理在黑洞的边缘就失效了。掉入黑洞不再是平静的旅程,而是一场温和的谋杀。量子信息论,终极裁判 今天,这场关于黑洞信息的战争仍在激烈进行中,而越来越多的物理学家相信, 最终的裁判可能来自量子信息论。过去我们认为信息是物质的附属品,但现在越来越多的证据表明,信息可能是宇宙最基本的组成单元,甚至比时空和物质更基本。 空间、时间、引力或许都只是量子信息网络在宏观尺度上涌现出的幻觉。 从这个角度看,黑洞信息辩论不再是一个关于引力和量子力学的矛盾,而是一个关于信息本质的问题。信息是如何在时空中编码、传输和擦除的。 黑洞这个极端的物理实验室正在迫使我们回答这个最根本的问题,也开黑洞信息辩论,其意义远超黑洞本身, 他将是通向万有理论的关键一步。他将告诉我们时空的本质是什么,现实世界是如何构建的。我们作为由普通物质构成的、能够处理信息的生命,正在试图理解宇宙最深层的编码方式。这场探索是人类好奇心和智力的最高体现, 也是我们理解自身在宇宙中位置的终极旅程,而答案就藏在那个最黑暗、最神秘的起点之中。我是玉面侠,一个宇宙探险者。请点赞关注,下集更精彩!

你有没有想过,为什么宇宙会膨胀呢?膨胀的原动力来自起点爆发的能量,可是在起点爆发前, 宇宙是什么状态呢?正在膨胀的不仅仅是物质和能量,还有空间和时间。换个角度来说, 起点爆发的能量来自哪里呢?大家好,我是宿舍天地玄黄,宇宙洪荒日月盈仄辰宿列张,跟随老祖宗的脚步一起探索宇宙。喜欢我的小伙伴记得点赞加关注!起点怎么来的? 起点是物质和能量加上时间和空间的极端聚合体,唯一能想象的是,黑洞中心的起点很有可能与宇宙诞生的起点属性相似。这么看来,宇宙诞生前的起点非常可能也是引力塌陷造成的,或者说 在成为起点前是另一个正在塌陷的宇宙。根据起点的性质来看,所谓的宇宙起点大爆炸,并非在原本的时空发生了爆炸,而是在相反的时空,也就是说,我们所在的宇宙很可能在上一个宇宙的背面,这有没有可能呢? 从我们所处的宇宙来看,宇宙正在膨胀,黑洞造成的引力塌陷并没有对膨胀的宇宙产生多大的阻碍。随着能量的流失,宇宙最终会成为一个将能量稀释到无限接近绝对零度的时空,也就是我们说的热解。 那么,当宇宙空间中能量的密度已经下降到近乎虚无的状态后,宇宙会一直保持膨胀吗?如果我们将宇宙时空与物质和能量分开去看,我们可以认为时空膨胀的因素来自物质和能量对时空的能量 充,也就是空间正在被填充能量。如果这种能量被空间消耗完,空间是不是就会开始收缩呢?我们是否可以认为宇宙诞生后会经历三个阶段, 第一阶段,宇宙加速膨胀。第二阶段,宇宙停止膨胀。第三阶段,宇宙开始收缩。当整个宇宙全部收缩回起点后,根据商增定律,我们能确定 在这个状态下的起点不会重新爆发,而因为起点的引力强大到足以扭曲时空,所以起点会向时空的背面爆发,就会形成一个新宇宙。而我们对于这种起点爆发的现象也有一个定义, 那就是白洞,或者说叫爱因斯坦罗森桥。那么问题又来了,每次的宇宙诞生可以看成一次宇宙重启,但每次重启能 能量的能及上一定会有降低,或者说会在维度上降低。真实的答案也许会在宇宙残留的信息中找到,也许要等到宇宙毁灭后才能揭晓一切的答案,等待以后的探索吧。

正前方是距离地球最近的黑洞,今天,我将带着我的零位粉丝,以第一人称视角体验一场宇宙中最华丽的粉身碎骨。坠入黑洞,不断坠落,深海般的恐惧开始将你包围。 黑洞周围环绕着一圈炙热明亮的气底盘,那是恒星被撕碎后的残骸。引力太强了,黑洞背面的光都被弯曲到了你的眼前,你不仅看到了它的正面,甚至看到了它的背面 继续下坠,来到了一个被称为世界,世界的临界点。这是宇宙中最冷酷的单行道,一旦跨过,连光都无法逃脱。根据爱因斯坦的相对论,引力越强,时间越慢。 如果在地球上的爱人正用望远镜看着你,在他们的眼里,你的动作会变得越来越慢,最终像一张老照片一样,永远定格在黑洞的边缘。 对于外界来说,你的时间停滞了,你永远定格在了你踏入事件世界的那一瞬间。你获得了某种意义上的永生。但对于你本人而言,你的手表依然在滴答作响。 当你回头望向背后的宇宙时,极度扭曲的空间会将整个宇宙的光压缩成一个微小的蓝色光斑。在这个光斑里,你将以快进的方式亲眼目睹人类文明的兴衰,地球的毁灭,甚至是宇宙星辰的尽头。 你用几秒钟的时间看完了宇宙的一生。跨过世界后,你朝着中心的起点加速坠落。由于你脚步的引力比头部大得多,一种被称为面条化的极端潮汐力开始拉扯你, 你的身体会被拉伸变细,从骨骼到细胞再到分子。但请不要害怕,这并非一种残忍的折磨,而是一场宇宙级的重塑。 构成你身体的碳氢氧原子,那些曾经组成过你的喜怒哀乐,你的焦虑与梦想的微观粒子,此刻正在被逐一拆解。你被还原成了宇宙最原始的密码,成为了下一个恒星的一部分。最终,你抵达了那个体积无限小、密度无限大的起点, 时间和空间在这里彻底失去了意义,人类已知的所有物理定律全部失效。你消失了吗? 不,你只是回到了宇宙的子宫,构成你的原子,可能在数十亿年后,伴随着黑洞的辐射再次喷发,成为下一颗恒星的燃料, 或者孕育出另一颗蓝色星球上的全新生命。正如那句浪漫的箴言所说,我们都是星辰,如今,你只是踏上了回家的路。

像宇宙的烟花其实是黑洞,在吃饭,是漏汤,你别怕它乱滚, 同志,亮带着亮鲜,一颗颗星围着它,满油油的光。

