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新奧爾良——一項新的研究暗示，黑洞可能不像研究人員長期以來認為的那樣善於保守秘密。一對物理學家重新審視了資訊（例如：您iPhone的記憶體）可能從黑洞內部逃脫所需的時間。
他們發現，您的地址簿中的1和0可以以每秒1,000位元的速度恢復，這比以前預期的要快得多。“黑洞真的像一個資訊鏡子，”帕薩迪納加州理工學院的物理學家約翰·普雷斯基爾說。
這項在美國物理學會會議上提出的發現，標誌著為理解已跨越黑洞事件視界（即使光也無法逃脫的邊界）的資訊的命運所做的最新嘗試。當然，毫無疑問，黑洞中心的超高密度奇點會使iPhone汽化。問題是，是否存在任何可以想象的方法來拼湊其原始狀態。
物理學家斯蒂芬·霍金在20世紀70年代首次提出了這個問題。他假設黑洞會透過輻射從事件視界周圍的真空中冒出的粒子（現在稱為霍金輻射）逐漸蒸發。他認為，輻射會被嚴重攪亂，以至於當黑洞在數萬億年後消失時，有關其內容的所有資訊都將丟失。其他研究人員堅持認為，資料可能會印在霍金的粒子上，甚至霍金也改變了他的想法。
與之前的工作一樣，普雷斯基爾和蒙特利爾麥吉爾大學的物理學家帕特里克·海登想象了兩個高度發達的文明公民，艾麗斯和鮑勃。艾麗斯想透過將一些位元（技術上，同時為0和1的量子位元）扔進黑洞來銷燬它們。鮑勃的目標是透過收集來自黑洞的所有霍金輻射來恢復它們。先前的研究表明，如果艾麗斯將她的位元扔進一個相對年輕的黑洞，鮑勃將必須收集黑洞生命週期一半的霍金輻射，才能解碼艾麗斯的一個位元。
在這項新的研究中，艾麗斯將她的位元保留到黑洞達到中點之後。在她的資料轉儲之前，鮑勃設法準備了他自己的位元，這些位元他與艾麗斯的位元進行了糾纏，這意味著它們可以在任何距離上瞬間連線。普雷斯基爾報告說，鮑勃可以透過將資料轉儲後的接下來的幾個霍金輻射位元與他已經收集到的以及他自己的位元混合起來，從而重建艾麗斯的位元。“進行解碼可能是一項非常困難的量子計算，”他說，但鮑勃只需要比艾麗斯扔進來的位元數多約10%的霍金粒子。海登說，一個太陽大小的黑洞每秒會發出多達1,000個霍金粒子。
關鍵在於，艾麗斯傾倒的位元必須迅速與黑洞的其餘部分混合，將其糾纏傳播到鮑勃收集的傳出的霍金輻射中。目前的理論無法預測糾纏在黑洞中傳播的速度。儘管如此，研究人員還是對量子資訊理論的新穎應用印象深刻。“我認為，如果沒有量子引力理論，關於黑洞就沒有太多可說的了，”安大略省滑鐵盧理論物理研究所的研究員福蒂尼·馬科波盧說。
這種效應非常接近於與已知的物理定律相矛盾。在重建艾麗斯的位元後，鮑勃可以將他的副本扔進黑洞，在那裡這兩個副本可能會彼此相遇。這樣的相遇會違反量子力學的不確定性原理，因為它允許測量相同量子態的位置和動量。但普雷斯基爾說，艾麗斯和鮑勃可以分別轉儲他們各自的位元之間的幾秒鐘延遲剛剛足夠，使她的位元被奇點摧毀。
這種狹隘的逃脫吸引了斯坦福大學物理學家倫納德·薩斯金德，他解釋說，如果鮑勃必須等待黑洞生命週期的一半才能提取他的第一個位元，那麼在他看來，量子力學將會以一種奇怪的寬裕度保持安全。“我喜歡這個想法，”他說，“你能想到的最危險的實驗就在邊緣。”