自打愛因斯坦等人提出了epr量子悖論後,愛因斯坦開始研究蟲洞。
顯示通過廣義相對論的計算,史瓦西算出了視界,對黑洞彎曲的區域分成內外兩個部分。
一個是空間被彎曲,但物體和信息仍能逃離的外部區域;一個是物質和信息進去之後就再也無法出來的內部區域。
史瓦西自己都沒想到,羅森想到了:“史瓦西解視界這個結構描述的其實是連接兩個黑洞的蟲洞。從外部看,兩個黑洞是相距很遠的兩個獨立實體,然而它們共有一個內部區域。”
愛因斯坦得知後,也很興奮,覺得兩個遙遠的黑洞有一個連接的結構,確實很有意思。
後來這個結構的名字叫愛因斯坦-羅森橋。
但史瓦西解告訴我們,連接兩個黑洞外部區域的蟲洞是隨時間變化的:隨著時間流逝變長變細,就像把麵團拉成麵條。同時,在某一點交匯的兩個黑洞的視界將迅速分離。事實上,它們分開得如此迅速,以至於我們無法利用這樣一個蟲洞從一個外部區域旅行到另一個外部區域。
但這一原理斷言,存在一些成對的物理量,我們不能同時精確地知道它們的值。最著名的例子就是一個粒子的位置和速度:如果我們精確地測量到它的位置,那麽它的速度將變得不確定,反之亦然。
後來霍金發現了黑洞輻射,既然是輻射,那肯定就有溫度。
既然有溫度,那必然會有某種微觀組分。
所以推出黑洞就有這樣的微觀組分。
所以從外部看來,黑洞應該表現得像一個量子係統,所以也遵循量子係統。
當我們從外部看黑洞,我們應該發現一個擁有許多微觀態的體係,而黑洞處於每一個微觀態的概率都是均等的。
因為黑洞從外部看就像通常的量子體係,那麽我們完全可以認為一對黑洞可以相互糾纏。假設有一對相距遙遠的黑洞,每一個黑洞都有很多種可能的微觀量子態。現在想象一對糾纏的黑洞,其中第一個黑洞的每一個量子態都與第二個黑洞的對應量子態關聯。
如果我們測量到第一個黑洞處於某個特定的狀態,那麽另一個黑洞必須正好處於相同的狀態。
基於弦論(一種量子引力理論)的特定考量,一對微觀態以這種方式(即所謂epr糾纏態)糾纏的黑洞將產生這樣一種時空結構:有一個蟲洞將兩個黑洞內部連接起來。
換句話說,量子糾纏在兩個黑洞之間創造了一個幾何連接。
這個結果是令人驚訝的,因為我們過去認為糾纏是一種沒有物理聯係的關聯。但是,這種情況下的兩個黑洞卻通過它們的內部產生了物理聯係,通過蟲洞相互接近了。
我和美國斯坦福大學的倫納德·薩斯坎德(leonard susskind)將蟲洞和糾纏的這種等價性稱作“er=epr”,因為它把愛因斯坦和他的合作者在1935年所寫的兩篇文章聯係在了一起。從epr的角度看,在每個黑洞視界附近進行的觀測是彼此關聯的,因為兩個黑洞處於量子糾纏態。從er的角度看,這些觀測是關聯的,因為兩個係統經由蟲洞連接。
我們不禁要猜測,這種聯係可能並不局限於黑洞這種情況:隻要存在糾纏,就一定有某種幾何聯係。即使是最簡單的情況,即兩個糾纏粒子,這種聯係也應當成立。
不過,在這種情況下,空間上的聯係涉及了微小的量子結構,這些結構是無法用常規的幾何概念來理解的。
我們仍然不知道如何描述這些微觀幾何結構,但是這些結構的糾纏或許通過某種方式生成了時空本身。
顯示通過廣義相對論的計算,史瓦西算出了視界,對黑洞彎曲的區域分成內外兩個部分。
一個是空間被彎曲,但物體和信息仍能逃離的外部區域;一個是物質和信息進去之後就再也無法出來的內部區域。
史瓦西自己都沒想到,羅森想到了:“史瓦西解視界這個結構描述的其實是連接兩個黑洞的蟲洞。從外部看,兩個黑洞是相距很遠的兩個獨立實體,然而它們共有一個內部區域。”
愛因斯坦得知後,也很興奮,覺得兩個遙遠的黑洞有一個連接的結構,確實很有意思。
後來這個結構的名字叫愛因斯坦-羅森橋。
但史瓦西解告訴我們,連接兩個黑洞外部區域的蟲洞是隨時間變化的:隨著時間流逝變長變細,就像把麵團拉成麵條。同時,在某一點交匯的兩個黑洞的視界將迅速分離。事實上,它們分開得如此迅速,以至於我們無法利用這樣一個蟲洞從一個外部區域旅行到另一個外部區域。
但這一原理斷言,存在一些成對的物理量,我們不能同時精確地知道它們的值。最著名的例子就是一個粒子的位置和速度:如果我們精確地測量到它的位置,那麽它的速度將變得不確定,反之亦然。
後來霍金發現了黑洞輻射,既然是輻射,那肯定就有溫度。
既然有溫度,那必然會有某種微觀組分。
所以推出黑洞就有這樣的微觀組分。
所以從外部看來,黑洞應該表現得像一個量子係統,所以也遵循量子係統。
當我們從外部看黑洞,我們應該發現一個擁有許多微觀態的體係,而黑洞處於每一個微觀態的概率都是均等的。
因為黑洞從外部看就像通常的量子體係,那麽我們完全可以認為一對黑洞可以相互糾纏。假設有一對相距遙遠的黑洞,每一個黑洞都有很多種可能的微觀量子態。現在想象一對糾纏的黑洞,其中第一個黑洞的每一個量子態都與第二個黑洞的對應量子態關聯。
如果我們測量到第一個黑洞處於某個特定的狀態,那麽另一個黑洞必須正好處於相同的狀態。
基於弦論(一種量子引力理論)的特定考量,一對微觀態以這種方式(即所謂epr糾纏態)糾纏的黑洞將產生這樣一種時空結構:有一個蟲洞將兩個黑洞內部連接起來。
換句話說,量子糾纏在兩個黑洞之間創造了一個幾何連接。
這個結果是令人驚訝的,因為我們過去認為糾纏是一種沒有物理聯係的關聯。但是,這種情況下的兩個黑洞卻通過它們的內部產生了物理聯係,通過蟲洞相互接近了。
我和美國斯坦福大學的倫納德·薩斯坎德(leonard susskind)將蟲洞和糾纏的這種等價性稱作“er=epr”,因為它把愛因斯坦和他的合作者在1935年所寫的兩篇文章聯係在了一起。從epr的角度看,在每個黑洞視界附近進行的觀測是彼此關聯的,因為兩個黑洞處於量子糾纏態。從er的角度看,這些觀測是關聯的,因為兩個係統經由蟲洞連接。
我們不禁要猜測,這種聯係可能並不局限於黑洞這種情況:隻要存在糾纏,就一定有某種幾何聯係。即使是最簡單的情況,即兩個糾纏粒子,這種聯係也應當成立。
不過,在這種情況下,空間上的聯係涉及了微小的量子結構,這些結構是無法用常規的幾何概念來理解的。
我們仍然不知道如何描述這些微觀幾何結構,但是這些結構的糾纏或許通過某種方式生成了時空本身。