每個字都認識系列：黑洞其實就是個全息圖

Cedric @ 2016.06.03 , 04:06 pm

黑洞是令人費解的天體。在現實中，沒有東西可以進入黑洞再返回，所以研究它們是極其困難的事情。因此，黑洞到底是由什麼組成的以及是如何形成的一直是人們爭論的議題。

雖然科學界都贊同黑洞一定有熵，或者它們的存在會違背熱力學第二定律，但是關於這個熵的起源，以及如何計算它的值，大家尚沒有一致的意見。現在，一家普朗克學會已經在計算熵的方面取得了進展，支持了所謂的全息假設。

理論物理學家雅各布貝肯斯坦和史蒂芬霍金都認為黑洞的熵跟它的面積成比例，而不是它的體積。這個觀點於是衍生出黑洞「全息」假設。

這一假設認為一個三維圖像可以用二維圖像投射出來——就像全息圖是二維的，但是看起來是三維的。

由於我們沒辦法透過黑洞表面去觀察，因為任何經過它的物體都無法逃逸，甚至光也不行，研究團隊使用了一種叫做圈量子引力(Loop Quantum Gravity，LQG)的理論研究法。

為了理解量子引力，我們要從普朗克長度說起。普朗克長度是有意義的最小可測長度，短於這個長度的時空是不連續的。我們這個維度的宇宙是用量子力學描述的。量子引力就是從量子力學的角度研究引力，和在普朗克長度的級別上理解引力的表現。

在發表在《Physical Review Letters》上的最新研究中，來自普朗克研究所量子光學部門的Daniele Pranzetti和他的同事們在黑洞上應用了一套新的LQG方程式。Pranzetti在新聞發布會上解釋說：「我們得到了一個黑洞量子態的描述，它也可以描述連續物理學，也就是我們所熟知的時空物理學。」

正如Pranzetti所認為的，將黑洞當做一個連續的球體的話，黑洞也就可以被描述為一個濃縮物，即一坨有著相同屬性的「原子」的集合。即使原子數量再多，我們只需研究其中一個的屬性就可以了解它們的集體表現。

這些結果也支持了全息假設。所有的黑洞信息都可以在一個二維表面上找到，這將使得黑洞研究變得稍微簡單一點。

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