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量子纠缠的两个粒子,如果其中一个落入黑洞,另一个会怎样?

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爱因斯坦认为量子纠缠实际上还是一种自然界的规律,他用“上帝不掷色子”来比喻这个随机性并不存在。他把量子纠缠比喻为一双手套,分别放在两个盒子里,这两只手套不管距离多远,你只要打开一个盒子,发现这只手套是右手,那只遥远盒子里的手套必定是左手。

因此爱因斯坦坚信,量子纠缠只是一个整体被分割成两个部分的现象,在它们被分割的那一瞬间其各自的状态就已经是确认了的。所以量子纠缠不会超过光速。

他认为如果按照爱因斯坦的说法,只要测量一次纠缠粒子的自旋方向,另一个距离无限远的纠缠量子自旋方向就确定了,以后就不会改变这种结果。但事实却并非如此,每次重新对一个纠缠粒子不同方向的测量,都会改变另一个纠缠粒子的自旋方向。事实证明爱因斯坦的考虑过于简单了。后来的研究发现量子纠缠的速度比光速快若干数量级,甚至尚未找到上限!

因为量子纠缠这种“超光速”是不能传递人类可用信息的,且迄今为止,人们并不知道这种纠缠是用一种什么样的方式传递,这就带者几分诡异特性。

人类无法利用这种形式来传递任何信息,只能利用其一旦被窃取量子态就会坍塌的特性来进行信息加密,目前我国的量子通讯卫星就是采用这个原理实现通讯加密的。

我想这应该有两个可能,一个就是毁灭,因为一旦调入黑洞的东西都不再保存它原来的信息,变成另外一种能量态,目前对于黑洞里的事物人类还无法了解,所有的理论在那里都失效,所以另外一个粒子如果能够继续保留那种纠缠状态的话,就会与这个调入黑洞的粒子同时湮灭,成为我们这个世界无法观测的东西;

第二个可能就是这个掉入黑洞的粒子无法传出任何信息,因为在那里光都被锁死在里面无法逃逸,这个粒子所携带的纠缠信息也就无法传递出,于是这个外面的量子失去伴侣,会不甘寂寞另觅新欢(本说法视为调侃,并不严谨)。

失去伴侣的粒子有几种可能,悲伤过度而自杀,无所适从而发疯,自行湮灭或者另觅新欢。哈哈,这就是时空通讯对这个问题并不科学的看法,只为博取一笑,抛砖引玉而已。谢谢朋友们的关注支持和理解。

落入黑洞并不是一件有趣的事情,不管是大如恒星、行星,还是小到一个人,直至一个基本粒子。因为落入黑洞就意味着其自身所有的信息都将消失,在这个宇宙中不会留下一星半点哪怕与其有关一个原子的痕迹。因为黑洞本身也只有质量、角动量、电荷这三个物理量得以从视界以外观测到(这个黑洞无毛定理在我前一个问题中解释过)。

但量子理论物理中,有关量子纠缠这个神奇的现象给科学家出了一个“难题”。两个处于纠缠态的粒子,无论相隔多远,即便是千万光年,它们之间的“纠缠”状态始终不受空间的影响,这个现象在爱因斯坦看来明显违背了相对论,但随着各种实验物理的发展,量子纠缠现象已经被各种实验证实,成为了量子力学最基础的概念之一。

这就引出了一个问题,在黑洞的边界,一对处于纠缠态的粒子,把其中之一留在黑洞之外,另外的一个粒子则进入黑洞的视界,会发生什么情况?这算是目前人类物理学的两大支柱——量子物理学与广义相对论直接交锋的一个问题。

按照爱因斯坦的广义相对论,在黑洞的视界边缘可没有放着一个“越过此处,逃生率为零”的警示标语。任何穿过视界的旅行者进入了黑洞,不会有十分特殊的感受,他会一直下落~下落~下落,直到落入黑暗的深处,无限接近那个奇点时才会感受到强大的引力。按照等效原理,那么纠缠态的粒子也不例外,这个进入黑洞领域的粒子除了永远不能再逃出黑洞之外,不会有任何特殊的经历。这便形成了一个悖论:进入黑洞视界的粒子是否还能保持与黑洞之外的粒子的纠缠状态?如果进入黑洞的粒子依然可以继续保持和黑洞外部粒子的纠缠状态,那么这将违反量子力学对于黑洞性质的判断——被黑洞吸收的信息将永远消失。

这时,量子力学给出一个解释,根据黑洞的量子力学效应,重新绘了那个旅行者落入黑洞的图像。按量子力学的说法,这个旅行者的经历与爱因斯坦的预测大不一样。旅行者不会毫无障碍地落入黑洞内部,而是会在黑洞视界处遇到一个由高能粒子构成的、致命的“火墙”。这个火墙甚至可能意味着时空的终结。

如果两个原本纠缠的粒子在其中之一进入黑洞的视界时纠缠状态忽然发生改变,那这又是如何发生的?这就是“黑洞火墙”悖论。现在,已经有越来越多的理论物理学家认为,在黑洞的视界周围,存在着一个由“霍金蒸发”形成的“火墙”,而这个能量巨大的“火墙”可以保证任何进入视界的粒子与外界的纠缠状态在瞬间就被破坏掉,当然,这个火墙也足以保证任何进入黑洞视界内部的旅行者还不会等到被黑洞的引力变成一根面条,在这之前在视界的边界处就会化为灰烬。这个火墙可谓是宇宙中最厉害的“防火墙”了。

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