史蒂芬·霍金是我们一生中最伟大的人物之一，他留下了许多心碎的科学迷。 直到去世前几个月，他仍在发表文章，2016 年，他发表了一篇最受关注的期刊文章，这是人们期待已久的解决黑洞信息悖论的技巧。
换句话说，他对黑洞如何同时擦除和保留信息提出了一个可能的解释。
该论文最初于 2016 年 1 月在预印本网站上发表，六个月后在同行评审期刊上发表天体物理学快报，并成为世界各地的头条新闻。
为了理解为什么这是一件大事，以及黑洞信息悖论到底是什么，我们需要回到一切开始的地方。
根据爱因斯坦通常的相对论，我们对黑洞最初的理解是，任何穿过风暴视界（黑洞边界）的东西都将永远消失。 甚至光也无法逃脱它的魔爪，这就是黑洞被称为黑洞的原因（也是我们无法真正看到它们的原因）。
然而，在 20 世纪 70 年代，霍金提出，由于量子热定律，辐射实际上可以从黑洞中逸出。 简而言之，他认为当黑洞吞噬一对粒子-反粒子时，另一个粒子会辐射到太空中，并在离开黑洞时泄漏出一点能量。
正因为如此，黑洞最终会消失，唯一留下的痕迹就是它们发出的电磁辐射，称为“霍金辐射”。
问题在于，根据霍金的最佳猜测，这些排放物将不包含被黑洞吞噬的有用信息——被吞噬的信息将永远丢失。
这与我们对现代数学、现代化学的理解不符，时间总是可以逆转的。 至少从理论上来说，无论宇宙中的过程向前或向后运行天体物理学快报，该过程看起来都是一样的。
正如丹尼斯·奥弗比在《纽约早报》中所解释的那样：“宇宙就像一台超级计算机，应该能够记录一辆汽车是红色皮卡，另一辆是白色奔驰，还是由物质和其他反物质制成的。这样的事情可能会发生。”被淘汰，但它们的‘信息’——它们的基本化学特性——应该永远存在。”
这就是悖论。 事实上，除了天体化学家之外，这都是一件大事，因为如果量子热规则不适用于黑洞，我们怎么能说它们适用于其他黑洞呢？
不过，2016年，霍金提出了解决这个问题的办法——黑洞周围可能有一圈“软毛”，可以存储信息。
“软头发”实际上并不是头发，而是低能量子爆发，它携带着黑洞在蒸发很久之后吞噬的所有东西的特征模式。
“这种图案，就像手机上的像素或唱片上的凹槽一样，包含了有关穿过风暴地平线的信息，”奥拜当时写道。
为了得出这个推论，霍金发现了他最初假设的两个潜在问题，这就是为什么他说他最初的计算——黑洞内的信息将永远丢失——是错误的。
这两个假设一是量子引力中的真空是唯一的，二是黑洞没有量子“软毛”。 这有点复杂，你需要知道的是霍金此后修改了他的估计，但非常确定黑洞周围存在“软毛”。
这一假设经过同行评审并发表在《物理评论快报》上，研究人员宣称，虽然还有更多工作要做，但这是朝着解决信息悖论迈出的有希望的一步。 “值得注意的是，这篇论文并没有解决黑洞信息问题，”加州大学圣巴巴拉分校数学家加里在随附的评论中写道。 “首先，必须剖析重力，而不仅仅是剖析电磁场。 这项任务目前正在进行中，他们的初步估计表明纯重力情况将是类似的，”他补充道。
“更重要的是，他们引入的‘软毛’可能不足以捕获黑洞中的所有信息。” 他的批评是，目前尚不清楚黑洞吞噬的所有信息是否真的可以转移到“软毛”上，而不仅仅是失去一切的能量迹象。
但他承认：“沿着这项工作指出的高速公路，完全有可能进一步的调查肯定会发现更多这样的毛发，这实际上最终将导致黑洞信息问题的解决。”
对于化学来说，这一定是值得纪念的一天。 因为我们离理解已知宇宙中一些最大的谜团——黑洞的怪异——又近了一步。 这对我们其他人意味着什么？ 正如霍金在 2015 年的一次演讲中所解释的那样：“黑洞不再是人们曾经认为的永恒监狱。如果你认为自己被困在黑洞中，请不要放弃。还有出路。”
史蒂芬·霍金我们想念你。