http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-06-27
科学家近期提出一种新的虫洞理论，能够避免传统虫洞理论导致的矛盾，并将有可能最终引导科学家们找到通往统一量子论与引力论的方法
新浪科技讯 北京时间6月27日消息，据英国《新科学家》杂志网站报道，虫洞——宇宙中连接黑洞的时空隧道。近期的一项研究认为，这可能是一种名为“纠缠”的奇异量子特性产生的结果。根据这项最新定义，如果你不幸坠入一个黑洞，你将不会被碾碎，而是会被烧死。
当然科学家们的研究目的并不是为了搞清楚人是怎么死于黑洞之手的。对于理论物理学家们而言，重要的是，它将能够揭示量子理论与广义相对论之间存在的不兼容性，而解决这个矛盾将帮助科学家们最终找到统一这两大理论的方法。
引力理论认为，如果你落入一个黑洞，你将死于所谓“面条效应”，也就是由于不断增强的引力将你的身体逐渐拉长并最终撕碎的痛苦过程。但是就在去年，美国加州大学圣巴巴拉分校的理论物理学家约瑟夫·布钦斯基(Joseph Polchinski)和他的同事们在考察黑洞的量子特性时，他们遇到了一个问题。霍金指出黑洞会通过一种名为“霍金辐射”的方式向外辐射光子，这些光子与黑洞内部以及它们相互之间都存在着量子的纠缠效应。这一点违反了量子理论中的一条戒律，那就是一个粒子不能同时与两个事物处于纠缠态。
为了保持量子纠缠的单一性，布钦斯基在去年指出黑洞光子纠缠理论的失效。这将在黑洞事件界限上产生一个能量壁，从而导致相对论的失效，因为坠入其中的人将会被焚烧，而不是面条化。这是一个矛盾。
对于这个问题，两位物理学界的重量级人物正尝试给出解决方案，他们是普林斯顿大学高等学术研究所的胡安·马尔达西那(Juan Maldacena)以及斯坦福大学的莱纳德·苏斯坎德(Leonard Susskind)。他们给出了一个大胆的设想：一种新型的虫洞理论，在这一理论下纠缠系统不会崩溃。
首先，他们两人指出，虫洞这种时空隧道一般是用广义相对论数学进行描述的，但同时可以从量子论中得到，只要界定两个黑洞处于纠缠态即可。从这种角度上来说，就相当于将虫洞视为是纠缠态的一种物理体现。
随后，这两位物理学家将他们的这一理论进行扩展，将单个黑洞以及霍金辐射考虑在内，得到一种全新的虫洞类型。他们指出，这种新型的，连接起黑洞与霍金辐射的虫洞或许可以避免让在常规纠缠理论体系下会限于崩溃的多粒子纠缠的情况。这样，黑洞事件边界上的能量壁就不必出现，而相对论也将得以保全。
加拿大麦吉尔大学的帕特里克·海登(Patrick Hayden)认为这一新理论非常令人信服，但是他也指出应当在这方面进行更多有关黑洞与光子方面的工作。而另一方面，帕钦斯基则对此表达了审慎的乐观态度：“这当然是一个新鲜的观点，但仍然缺乏太多细节。”
即便在新的虫洞定义下，仍然有可能出现“黑洞防火墙”。马尔达西那和苏斯坎德两人同样也表示黑洞外的观察者存在操纵黑洞霍金辐射的可能性，从而产生一道冲击波，在虫洞中形成一道能量壁。但这并不会就此终结相对论，因为这里出现能量壁并非绝对，并非黑洞的内在属性。马尔达西那希望有关这一问题的研究将会带领我们通往最终的量子引力论的大道。(晨风)
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