本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
理論物理學家卡洛·羅韋利，圈量子引力的創始人之一，和他的合作者哈爾·哈格德剛剛發表了一篇關於黑洞的新論文。羅韋利非常喜歡雙關語，他稱之為“煙花”模型，這暗示了防火牆論證，該論證在過去兩年中一直困擾著黑洞理論家。 似乎這還不足以讓你呻吟，羅韋利不得不在美國獨立日釋出這篇論文。
羅韋利和哈格德提出，黑洞像鞭炮一樣爆發——非常非常慢動作的鞭炮。這些不是斯蒂芬·霍金在 70 年代談到的黑洞爆炸。更恰當的比較是超新星。一顆恆星向內坍縮形成黑洞，並不會將自身完全壓縮到無限密度的奇點，而是達到某個最大密度並反彈出來。這個過程是快速的——對於質量與太陽相當的黑洞來說，只需幾毫秒，因為物質以接近光速的速度內爆。 黑洞看起來是黑色的，因為從外部來看，爆炸似乎需要數萬億年的時間。 強烈的引力場將光波拉伸瞭如此巨大的量，以至於時間似乎幾乎停止了。
這是昨天羅韋利和我的電子郵件交流的一個略微編輯和重新安排的版本
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GM: 黑洞提出的基本問題是什麼？您試圖解決什麼？
CR: 我看待黑洞基本問題的方式很簡單。 問題如下：當物質落入黑洞併到達中心時會發生什麼？ 更準確地說：假設您乘坐（非常堅固的）宇宙飛船進入黑洞，您會看到什麼，在到達中心所需的（非常短的）時間之後，您會發生什麼？ 這之所以有趣是因為我們當前已建立的物理定律沒有告訴我們。 這很可笑：一方面，黑洞現在是天空中正常的物體； 另一方面，我們不知道我們實際看到的落入其中的大量物質會發生什麼。
GM: 您的新想法與防火牆論證有何關係？
CR: 這兩者密切相關。 從某種意義上說，黑洞防火牆論證指出了必然會發生一些奇怪的事情。 我們的新想法闡明瞭這種“奇怪的事情”是什麼。
GM: 物質如何能夠逃脫黑洞——強烈的引力不是會產生一個捕獲物質的事件視界嗎？
CR: 正確的技術說法是這樣的：強烈的引力會產生視界，但它不是事件視界。 它在區域性像一個視界，但在全域性上不是。 因此，物質會被困一段時間，但不是永遠； 它有時被稱為“捕獲”視界。 過去許多其他作者也考慮過這一點。 我們對這種情況如何發生給出了精確的解釋。 捕獲視界一直存在，直到量子效應破壞它。 不存在因果關係違反。 原因是破壞視界的量子引力效應不是來自視界內部。 它們在外部發展。
GM: 啊，所以它是一扇關閉，然後開啟的門。
CR: 是的，完全正確！
GM: 通常人們認為落入的資訊會在霍金輻射中重新出現，從而使黑洞蒸發殆盡。 然而，我收集到您認為霍金效應只是故事的一小部分。
CR: 實際上，我們最初的問題是：我們在世界上什麼時候看到能量完全耗散的過程？ 這在物理上沒有意義。 所有落入黑洞的東西不可能全部轉化為灰色霍金輻射。
GM: 但是霍金效應確實在一定程度上起作用。 那麼一些資訊會丟失嗎？在這種情況下，資訊悖論仍然存在嗎？
CR: 我現在認為完全有可能沒有資訊丟失。 東西進去，東西出來。
GM: 在沒有量子引力理論的情況下，您是如何構想出這樣的模型的？ 您是如何在忽略奇點究竟發生了什麼的情況下做到這一點的？
CR: 即使沒有完整的量子理論，也可以對量子效應進行許多估計。 隧道現象就是一個很好的例子。 我們在這裡研究的過程是量子隧道的變體：在黑洞漫長的歲月中，黑洞可以隧道進入白洞。
GM: 量子引力如何在某種程度上影響正在發生的事情？
CR: 它是隧道效應：一種標準的量子現象，在這種現象中，粒子可以去經典力學無法去的地方。 類似地，黑洞度規可以隧道進入白洞度規。 我們明確給出了該過程的外部度規。
GM: 但是視界不是會在量子效應變得重要之前很久就形成嗎？
CR: 這正是故事的妙處：從外部看，這個過程需要很長時間。 但從內部看，這個過程非常短暫——光穿過恆星所需的時間。 從遠處以超慢速觀看，黑洞是一個快速的過程。
GM: 這聽起來有點像舊的“殘餘”理論，其中黑洞的中心會有一個堅硬的核，能夠暫時或永久地儲存物質和資訊。 在您的模型中，黑洞必須在門關閉期間抓住其資訊。 那麼這個模型如何避免人們談論的那些理論的問題呢？
CR: 殘餘的問題是它們應該很小，因為它們是完全霍金蒸發後剩下的東西。 這裡永遠沒有任何小的東西。 白洞和黑洞一樣大。
圖片由卡洛·羅韋利提供