原创 量子关联可以解决黑洞信息悖论
黑洞信息悖论困扰了物理学家几十年。新的研究表明，时空中的量子连接本身可能会解决这个悖论，并在这个过程中以引力波的形式留下微妙的信号。
很长一段时间以来，我们认为黑洞虽然神秘，但不会带来任何麻烦。信息不能被创造或摧毁，但当物体落在事件视界以下时，它们所携带的信息就永远被锁在了视线之外。关键是，它没有被摧毁，只是被隐藏了。
但后来斯蒂芬·霍金发现黑洞并非全黑。它们释放出少量的辐射，最终蒸发，完全从宇宙中消失。但是这种辐射并没有携带任何信息，这就产生了著名的悖论：当黑洞死亡时，它的所有信息都去了哪里？
这个悖论的一个解决方案被称为“非暴力非定域性”。这利用了广义的量子纠缠，即可以将粒子绑在一起的“超距离怪异作用”。但在更广阔的图景中，时空本身的各个方面彼此纠缠在一起。这意味着，黑洞内部发生的任何事情都与黑洞外部的时空结构联系在一起。
通常，时空只有在剧烈的过程中才会改变，比如黑洞合并或恒星爆炸。但这种效应要安静得多，只是在事件视界周围的时空上留下了一个微妙的指纹。
如果这个假设是正确的，黑洞周围的时空就会有微小的扰动，这些扰动不是完全随机的；相反，这些变化将与黑洞内部的信息相关。然后，当黑洞消失时，信息被保存在黑洞之外，解决了这个悖论。
在最近发表在预印本服务器arXiv杂志上的一篇论文中，加州理工学院的两位研究人员调查了这个有趣的假设，以探索我们如何能够测试它。
研究人员发现，当黑洞合并时，时空中的这些特征也会在引力波中留下印记。这些印记非常微小，小到我们还无法用现有的引力波实验检测到它们。但它们确实有一个非常独特的结构，它位于通常的波浪模式之上，使它们有可能被观察到。
下一代引力波探测器的目标是在未来十年投入使用，它可能有足够的灵敏度来梳理出这种信号。如果他们看到它，那将是巨大的，因为它将最终指出一个令人不安的悖论的明确解决方案，并开辟了对时空结构和量子非定域性本质的新理解。
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