问伊桑:量子纠缠能否在黑洞中存续?
量子纠缠在空间和时间上将粒子间的信息关联起来。那么,当其中一个粒子落入黑洞时,会发生什么?
![]()
由不同物质或处于不同量子态的粒子形成的黑洞,其事件视界上所编码的信息应当各不相同;而这些信息如何(或是否)被编码进向外辐射的霍金辐射中,目前尚不清楚。近期研究指出,即使缺乏事件视界的致密天体也可能产生霍金辐射,但此类观点在早期理论工作中已被排除。
量子纠缠发生于两个粒子各自拥有自身的量子态,但二者整体的量子态以一种比单纯随机性更为深刻的方式相互关联。 而当一个粒子落入黑洞时,关于该粒子的所有信息似乎永远消失,仅剩下三个物理量得以保留:质量、电荷和角动量。 那么,若一对处于纠缠态的粒子中仅有一个落入黑洞,会发生什么?哪些信息被保留,哪些被摧毁?从那个逃逸出来的粒子身上,我们又能获知什么?
在我们所处的宇宙中,每个黑洞的核心都存在一个重大谜题。根据爱因斯坦的广义相对论,对于宇宙中任意一个黑洞而言,仅有三个物理量对其整体性质具有决定性意义:
黑洞的总质量、 黑洞的净电荷、 黑洞的内禀角动量。
就是这样。无论形成黑洞的物质类型如何(无论是普通物质、反物质还是暗物质),决定其性质的仅有三个参数:质量、电荷和角动量。
但除了受爱因斯坦广义相对论支配的宇宙之外,我们所处的宇宙本质上也是量子化的。在量子力学层面,存在各种无法回避的奇异现象,从不确定性到量子纠缠皆是如此。正是后一种特性—