最近，斯蒂芬·霍金与合着者安德鲁·斯特罗米格发布了一篇新的黑洞论文，并进行了深入的访谈。这篇论文对于黑洞物理学领域具有重大意义，其中包含了关于黑洞的一些前所未有的惊人发现。在这次访谈中，霍金和斯特罗米格详细解释了他们的新观点和发现，揭示了黑洞的一些未知特性和奇异现象。据悉，他们的论文引起了广泛关注，许多科学家对他们的研究成果表示了浓厚的兴趣。这篇论文的发表可望对我们对宇宙黑洞的理解产生重要影响，并且对于展开更深入的探索和研究提供了新的方向和启示。
AS：红外结构意味着在最长波长处变化的事物的行为。在过去的两年中，我发现我认为关于长波长结构的一些非常令人惊讶的事实不仅仅是量子引力，还有量子电动力学。很显然，[这些事实]对黑洞信息难题有着深远的影响。他们暗示说，在黑洞摧毁信息的论点中所假设的一些事情显然是错误的。这就是这一切的开始。
SF：让我们来看看这两个假设。一个涉及黑洞的最终蒸发状态，另一个涉及无毛定理。
AS：第一个与真空有关。能量最低的是真空。人们一直认为量子引力或量子电动力学中的真空是唯一的 - 只有一个零能量状态。而且我在过去几年所展示的是这种假设是错误的。实际上有无数种不同的真空状态。从某种意义上说，我所表现的内容隐含在其他人所说的事情中。这一切都是从Steve Weinberg 和 Bondi，van der Burg，Metzner和Sachs在20世纪60年代完成的两个不同工作体系的等价性开始的。
在我早期的论文中，我明白这一点否定了斯蒂芬的[原始黑洞信息损失]论证 - 它表明其中一个假设是错误的。但是我还没有开始仔细研究它们，因为我必须更好地填写这个故事。现在发生的事情是，我们开始仔细研究这个故事是如何在周围出现黑洞时实施的。
SF：史蒂芬霍金是本文的作者，所以我认为他同意他原来的论点有这种缺陷。
AS：对。我想这就是他为什么会兴奋的原因。人们对他的论点进行了各种各样的批评，并且在我的印象中，他正确地反对所有这些观点。但是这个，他听到了，他似乎立即同意这是关键。事实上，正如你从斯德哥尔摩发生的事情中学到的，他比我更确定这是理解黑洞信息的缺失环节。在我的职业生涯中，我多次惊讶于事情的发展，我没有做出任何预测。但是我们现在正在遵循一个逻辑流，我们将看看它的含义。我相信会有更多的惊喜。但这是解决这些问题的第一步。
SF：文中的下一步似乎很重要：你说无毛定理是没有根据的，事实上，黑洞有“软毛”。
AS：对。在我以前的工作中，我说过，根据我发现的这些守恒定律，黑洞必须有某种头发。但我真的不知道如何在方程中描述它。这就是我们在这里理解的：如何描述它以及如何进行计算。
SF：在新的论文中，“软头发”是指“软”光子和引力子。在这种情况下，“软”意味着什么？
AS：软意味着没有太多的能量或者零能量。从20世纪60年代开始，这种用法就出现了。关键的微妙之处，如果你把真空，你给它添加一个光子的一些能量你得到一个新的状态。这是一个与能量 E不同的量子态，并且它具有不同的角动量，因为光子具有自旋。但是现在假设你考虑一个能量为零的极限。然后你增加一些没有能量的真空。所以它仍然是一个零能量状态，但你已经改变了它的角动量。那是一个新的状态，还是同一个状态，或者是什么？我们应该如何思考？
你必须做的第一件事是非常准确地说明你对两个不同国家的含义。我以一种我认为理论物理学家的世界同意的方式做了这件事，我将这一切做得非常精确。而且我表明它实际上是一个不同的状态，而且不同的状态是对称相关的。与这种对称相关的是守恒定律。我认为这些论文是正确的，这是普遍接受的。
所以这就是软粒子。这是一个零能量的粒子。当能量变为零时，由于能量与波长成正比，因此它也分布在无限大的距离上。如果你喜欢，它会遍布整个宇宙。它以某种方式跑到边界。我们从中学到的是，如果你将一个零能量粒子添加到真空中，你会得到一个新的状态。所以有无限多的空泡，可以认为是由于加入了软光子或软引力子而彼此不同。
我们在本文中展示的是黑洞也是如此。这就是黑洞有头发的感觉：它们可以有不同数量的软光子或软引力子。
SF：在论文中，你认为这些粒子一起构成软毛，通过称为“超翻译”的方式沉积在黑洞中。你能解释一下这个过程吗？
AS：黑洞的地平线具有奇怪的特征，即它是一个球体，它以光速向外扩展。对于球体上的每一点，都有一束光线。所以它由光线组成。但它没有变大，这是因为重力和空间的曲率。顺便说一下，这就是为什么黑洞内部没有任何东西能够脱离 - 因为黑洞本身的边界已经在以光速运动。
我们都知道黑洞的这种对称性，我们都知道你可以沿着所有的光线均匀地向前和向后移动。但还有另一种对称性，这是本文中的新事物（尽管其他各种形式的讨论已在其他地方讨论过）。这是个别光线上下移动的对称。看到，单独的光线不能相互交谈 - 如果你骑在光线上，因果关系阻止你与骑在相邻光线上的人交谈。所以这些光线不会束缚在一起。您可以相对于彼此上下滑动它们。这种滑动被称为超级翻译。
在某种程度上，它看起来像你没有做任何事情。想想一束无限长的吸管，然后相对于另一个上下移动。你在做什么，或不是？我们展示的是你正在做一些事情。事实证明，增加一个软引力子有一个替代的描述，作为一个超级平移，其中你将这些光线相对于另一个来回移动。
这是对黑洞的超级翻译。超级翻译是在20世纪60年代引入的，他们所谈论的不是构成黑洞视界的时空边界的光线，而是构成无限远处时空边界的光线。这个故事从分析这些超翻译开始。
SF：因此，通过超转换植入的软光子和引力子存储信息，因为它们是信息存储的“全息板”上的“量子像素”。[编者按：关于全息原理的快速入门，请观看此视频。]他们以什么方式存储信息？一个零能量光子在地平线上“落地”并保存关于落入的粒子的信息意味着什么？
AS：让我回到平坦空间中的软光子或引力子。随着粒子的能量变为零，其波长在更大和更大的区域上扩散。当它的能量为零时，你可以把它想象成生活在时空的边界上。现在黑洞的地平线是一个三维表面。球体周围有两个角度方向。然后是时间方向，这实际上是轻微的，因为地平线正在以光速移动。而那个轻盈的方向有一个边界。如果你走到那些光线的尽头，就有一个边界。而这个边界就是全息图的生命。因此，软光子或引力子 - 当你将它们添加到黑洞中时，它们可以被认为是生活在这个边界上。
我们证明当带电粒子进入时，它会向黑洞添加一个柔和的光子。所以它增加了黑洞的头发。更一般地说，如果有任何粒子进入 - 因为所有的粒子都带有质量并且与重力耦合 - 它们总是添加一个软引力子。所以有一种录音设备。这些软的光子和引力子记录了进入黑洞的信息 - 比我们以前认为的这种机制所记录的无限多的信息。现在是否所有的信息都被这个机制记录下来......我敢肯定，答案是否定的，但是这个机制有一些概括，然后就更加混乱了。
SF：好的，所以坠落的颗粒会在黑洞的地平线上沉积软颗粒或毛发。在黑洞形成之后的第一个无限微小的瞬间呢？它是否有任何这些软粒子在其地平线上？有没有从一开始就说什么来形成黑洞？
AS：首先让我首先说明黑洞明显延伸的真空。我可以更清楚地说出来，并且更真实地说出真空。如果你在真空中加入一个柔光子，你会得到一个新的状态，它比旧状态有更多的光子。两种不同真空状态不同的光子的相对数量是一个明确定义的问题。但绝对数字不是。我可以说真空A比真空B具有更多的光子，但我不能说他们中哪一个没有。这是一种任意的惯例。所以我没有真正以你提出的方式仔细地解决这个问题，但我猜测对于“没有软光子的黑洞是什么”这个问题是没有任何意义的。你可以说一些有更多或一些有少。
这是微妙之处的一部分，对吧？三四年前，甚至现在，没有听过我论文的人可能会说，软光子的真空与没有软光子的真空相同。这件事分散到无限，并没有任何意义。但是我们学到的一个教训是，无限时空的边界对于仔细记录非常重要，尤其是当你想要学习像黑洞信息这样的东西时。
SF：所以信息存储在表面上。当黑洞蒸发时会发生什么？
AS：我们讨论在黑洞中添加软光子。如果比较两个不同的黑洞，只是增加一个不会改变能量的软光子，它们就是不同的黑洞。然后你让他们蒸发。它们应该蒸发成不同的东西。实际上，我们给出了一个精确的公式，这是我们论文中由于有或没有软光子的黑洞导致的量子态差异的主要结果之一。
SF：你在论文中写道，这些软毛的最小尺寸与普朗克长度和 Hawking-Bekenstein公式之间存在一种暗示关系，它将黑洞的熵与其事件视界的面积联系起来。
AS：[Jacob] Bekenstein和霍金40年前所得出的面积熵法进行了预测。如果我们拥有了解量子黑洞动力学的所有要素，就可以预测有多少全息像素。这必须完全正确。直到我们掌握所有的细节，它才会完全正确。
有一件事从一开始就困扰着我们这个权利：为什么这不允许无限量的信息？我们不想要无限量的信息。最终我们想用某种方法来恢复霍金 - 贝肯斯坦面积熵法。它看起来像我们得到了无限的头发，因为你似乎能够拥有这些具有任意小的角度定位的软光子。但是没有任何物理方法可以激发其中的一种。所以这些并不是物理上可以实现的黑洞状态。
SF：比普朗克长度更小的那些？
AS：比普朗克长度小的那些。我不知道如何植入这样的头发。
需要注意的是，有很多建议试图理解黑洞熵，这些黑洞熵使得区域的正确性得到了正确的比例 - 但是没有得到正确的四分之一[方程式]。真正的酸性测试，我们还没有通过，正在得到那四分之一。这就是字符串理论所能做到的，这就是对这个问题的诸多思考的转折点。但是我们还没有在这里得到这个四分之一。
SF：前方有一条清晰的道路吗？
AS：我在董事会列出了35个问题，每个问题都需要几个月的时间。如果你是一位理论物理学家，这是一个非常好的舞台，因为有些我们不明白的东西，但是有一些我们可以做的计算，这肯定会揭示它。我简单地提到了这一点，但是有更丰富和更大的东西，同时比称为超旋转的超旋转更加神秘。
SF：超旋转？
AS：它们是无限远处的另一种对称性，您不只是将光线上下移动，而是将它们相对移动。你交换他们。如果我们能够理解它们，它们将变得更加重要。但他们是一个更新的东西。超翻译在20世纪60年代被理解。超旋转是人们十年前才开始关注的东西。但是我们在过去两年中了解了很多关于超旋转的知识。
我也认为人们对纠缠熵的研究有着非常重要的联系。这需要纳入这个总体框架。所以在这一点上有很多非常具体的事情要做。
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