信息悖論——掉進(jìn)黑洞的物質(zhì)會(huì)被擠壓到黑洞那無(wú)限致密的核心去，但它所攜帶的信息會(huì)怎樣呢？以下有兩種情景的解釋：
信息消失：當(dāng)黑洞蒸發(fā)后，它所攜帶的所有信息會(huì)隨之消失。根據(jù)量子效應(yīng)，真空中充滿了粒子—反粒子對(duì)，二者互相關(guān)聯(lián)。通常情況下，粒子—反粒子對(duì)出現(xiàn)后瞬間即湮滅，但如果這對(duì)粒子和反粒子是出現(xiàn)在黑洞的事件視界，其中一個(gè)就會(huì)掉進(jìn)黑洞，而另一個(gè)會(huì)以霍金輻射的形式向外發(fā)出。“遇難”粒子以負(fù)能量被吸入，黑洞由此而損失質(zhì)量，如果沒(méi)有普通物質(zhì)落進(jìn)去，黑洞最終將蒸發(fā)殆盡。黑洞中心是一個(gè)無(wú)限小且無(wú)限致密的奇點(diǎn)，卻并不包含形成黑洞的物質(zhì)信息。
火墻：從黑洞輻射出來(lái)的所有粒子之間具有量子相關(guān)性，這些相關(guān)粒子攜帶著信息。輻射出的粒子與落入黑洞的粒子之間要打破關(guān)聯(lián)性，會(huì)釋放出巨大能量而在黑洞周圍形成一圈火墻。即使黑洞蒸發(fā)完之后，由于兩個(gè)粒子之間的關(guān)聯(lián)性，“逃逸”粒子也包含了“落難”粒子的所有信息。
掉進(jìn)黑洞的宇航員會(huì)被扯成碎片還是被燒焦？這一問(wèn)題從2012年夏天起就成了理論物理學(xué)界的爭(zhēng)論焦點(diǎn)，圍繞相關(guān)主題發(fā)表的文章超過(guò)了40篇，至今沒(méi)有結(jié)論。因?yàn)樗盐锢韺W(xué)的兩大支柱——廣義相對(duì)論的等效原理和量子力學(xué)直接擺在了對(duì)立面。
■如果一個(gè)宇航員掉進(jìn)了黑洞
2012年3月，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣芭芭拉分校卡弗里理論物理研究所的弦理論學(xué)家約瑟夫·普金斯基開(kāi)始思考“自殺”的問(wèn)題——以數(shù)學(xué)形式進(jìn)行的思想實(shí)驗(yàn)：如果一個(gè)宇航員掉進(jìn)黑洞會(huì)發(fā)生什么情況？很顯然他會(huì)死，但究竟怎么個(gè)死法呢？
按照當(dāng)時(shí)公認(rèn)的理論，最初他不會(huì)感到有任何特別，即使在他落到黑洞的事件視界時(shí)。事件視界是一個(gè)看不見(jiàn)的界限，在界限以內(nèi)沒(méi)有任何東西能逃離黑洞的吸引。但最終，幾小時(shí)、幾天或幾個(gè)星期后，如果黑洞足夠大，他會(huì)開(kāi)始覺(jué)察到拉著他腳的重力比拉著他頭的重力更強(qiáng)大，這種吸引力拖著他無(wú)情地向下落，重力差會(huì)迅速加大而將他撕裂，最終他的遺體會(huì)被扯得粉碎而落入黑洞那無(wú)限致密核心。
普金斯基和他的兩個(gè)學(xué)生艾哈邁德·艾姆哈里、詹姆斯·薩利，加上該校的另一位弦理論學(xué)家唐納德·馬洛夫一起，對(duì)這一事件進(jìn)行了重新計(jì)算。根據(jù)他們的計(jì)算，卻呈現(xiàn)出完全不同的另一番場(chǎng)景：量子效應(yīng)會(huì)把事件視界變成沸騰的粒子大漩渦，任何東西掉進(jìn)去都會(huì)撞到一面火焰墻上而被瞬間烤焦。
研究小組在去年7月發(fā)表了他們的計(jì)算結(jié)果，震動(dòng)了整個(gè)物理學(xué)界：因?yàn)檫@面火墻違反了基本的物理學(xué)法則——等效性原理。等效原理即引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量等效，