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刘维尔定理(刘维尔定理证明)
黑洞,信息,霍金刘维尔定理(刘维尔定理证明)
发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：
对偶关系非常像把3维立体形象记录在2维平面上的全息摄影技术丨图源：Vox
爱因斯坦曾认为时空是一切物理研究的基础，脱离了时空就无从谈论物理学。然而“宇宙全息理论”却暗示我们，时空的基础地位似乎也没有那么牢固，我们完全可以摆脱某种特定时空的视角，而且不会影响对物理本质的探寻。
黑洞热力学的研究者们主要采用的是一种Ads/CFT对偶，其中Ads（反德西特空间）是“体”，CFT（共形场理论）是“边界”。通过对偶关系，将“体”中的黑洞连同黑洞之外的全部空间，都对偶到“边界”上进行研究。通过这样一番转换，Ads空间中难以处理的量子引力问题，就在CFT中变成了相对容易处理的纯场论问题，可以使用的数学武器立刻丰富了很多。这种操作就像在量子黑洞上蒙了一层魔术毯，许多棘手的问题都被魔术般变走了。
图源：APS.org
虽说Ads空间并不是我们事实所处的真实宇宙空间，具体计算中所采用的2+1维Ads空间中的黑洞也不会自发产生辐射，而是需要靠一些附加技术手段把辐射从黑洞里拽出来，不过这些细节问题并不妨碍我们从这个理论模型的计算结果中初步窥得黑洞演化的奥秘。至少我们现在可以比较笃定地说，在Ads空间中的黑洞从始至终都完全遵从信息守恒律。
未来的研究目前的理论进展使我们对黑洞演化的认识又前进了一步，但关于黑洞信息的问题还远未到画上句号的时刻，甚至可以说，物理学家们只是否定了霍金的计算结论，但至今仍然不知道他当初的计算过程到底错在哪里。
还有一个最容易想到的问题就是，信息究竟是怎样从黑洞中流出的？
依照相对论，信息的传播速度不会超过光速；依照黑洞的定义，亚光速的任何物质或辐射都无法逃脱出视界。佩奇曲线的计算中并没有违背上述两条前提，那么信息到底是如何成功越狱就变得非常蹊跷诡异。几乎所有定域的途径都不可能，那么非定域的机制呢？
物理学家最熟悉的非定域机制就是量子纠缠，而且黑洞内外确实存在纠缠关系，但仅靠纠缠关系本身不能作为信息传递的管道，这早已为人所熟知。那么几乎就只剩下一种可能，那就是跨越黑洞视界的时空虫洞。事实上，在佩奇曲线的计算过程中，确实也间接涉及到了时空虫洞。当研究者仿照量子场的路径积分方式，处理“引力路径积分”时，需要对所有可能的时空几何进行积分，其中自然就包括了各种满足爱因斯坦方程的虫洞。
需要说明的是，“引力路径积分”中所包含的虫洞，与大名鼎鼎的ER=EPR中所指的虫洞还不是一回事。前者是时空虫洞，至少在逻辑上似乎具有传递信息的能力；而后者只是空间虫洞，以目前的认知应该跟纠缠关系一样不能传递信息。
不过现在就做出断言还为时太早，倘若某天我们揭开这个谜团，也许就能发现一种新的超光速传递信息的技术手段。
当然理论物理学家们探究黑洞信息悖论的动力，才不是发明什么新通讯手段，而是旨在获知更多关乎量子引力乃至时空本源的宇宙奥秘。从这个角度上说，黑洞信息悖论问题不仅是一个内涵丰富的研究目标，更是理论物理向前延伸发展的重要阶梯。
致谢：感谢中国科学院院士、中科院理论物理所学术所长蔡荣根研究员曾对本文做出的指导和审核。
本文到此结束，希望对大家有所帮助呢。
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