弦論學(xué)家想通過(guò)熄滅圍繞黑洞的火墻來(lái)消除黑洞悖論問(wèn)題。盡管愛(ài)因斯坦描述黑洞能扭曲時(shí)空，但它看起來(lái)卻很簡(jiǎn)單，小孩子都能畫(huà)出來(lái)。黑洞中心處有一個(gè)點(diǎn)，遠(yuǎn)一點(diǎn)的地方是個(gè)完美的球面邊界，結(jié)構(gòu)就是這樣簡(jiǎn)單。這個(gè)無(wú)限致密、不可思議的小點(diǎn)——奇點(diǎn)，扭曲的空間如此巨大，以至于在它附近的任何東西都會(huì)直接掉入其中，而后留下成為真空。球形邊界標(biāo)志著事件視界，即真空和宇宙其余部分之間的不可返回點(diǎn)。但根據(jù)愛(ài)因斯坦的引力理論，如果宇航員不幸地穿越視界時(shí)，并不會(huì)立即注意到視界。
修正后的提議將用弦球取代黑洞。圖片：John Kieltyka
俄亥俄州立大學(xué)物理學(xué)家薩米爾·馬瑟說(shuō)：這就像窗外的地平線，如果你真的走過(guò)去，會(huì)發(fā)現(xiàn)什么都沒(méi)有。由四名物理學(xué)家組成的研究小組首先接受了斯蒂芬·霍金提出關(guān)于落入黑洞的物質(zhì)會(huì)發(fā)生什么變化的難題，并將其顛倒過(guò)來(lái)。他們沒(méi)有堅(jiān)持讓宇航員通過(guò)視界，而是優(yōu)先考慮量子力學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)：信息像物質(zhì)和能量一樣，永遠(yuǎn)不能被摧毀。這一變化最終推動(dòng)了視界從數(shù)學(xué)邊界向物理目標(biāo)轉(zhuǎn)變，他們將其生動(dòng)地命名為“火之墻”。
加州大學(xué)圣巴巴拉分校物理學(xué)家唐納德·馬洛夫是四位合作者之一，這一爭(zhēng)論在理論物理學(xué)界引起了軒然大波，就好像制圖家們認(rèn)為地球赤道實(shí)際上是一堵紅磚砌成的墻，而不是地圖上虛構(gòu)的一條線。然而邊界上的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有讓馬瑟感到震驚，十多年來(lái)他一直認(rèn)為黑洞實(shí)際上是一個(gè)弦球(從弦理論)，而且有炙熱、模糊的表面，當(dāng)你離它越來(lái)越近的時(shí)候，溫度就會(huì)越來(lái)越高，這就是它為什么會(huì)燃燒。近年來(lái)，馬瑟一直在完善關(guān)于“模糊球”的描述，他最近的計(jì)算帶來(lái)了些許好消息。
當(dāng)把弦理論取代粒子應(yīng)用到密度極高的物體上時(shí)，模糊球就會(huì)隨之出現(xiàn)。給粒子充能，它只能加速運(yùn)動(dòng)，但是弦會(huì)伸展和膨脹。把這種擴(kuò)展能力與假設(shè)額外維度的附加靈活性相結(jié)合，當(dāng)足夠多的弦進(jìn)入到一個(gè)小空間時(shí)，弦就會(huì)開(kāi)始松動(dòng)，而后它們會(huì)形成一個(gè)模糊球，從遠(yuǎn)處看就像一個(gè)普通黑洞，它的大小(對(duì)于給定的質(zhì)量)與黑洞相差無(wú)幾，并且發(fā)出的“霍金輻射”與所有黑洞發(fā)出的“霍金輻射”一模一樣。微凹凸不平的表面改變了它發(fā)射粒子的方式，并決定了霍金信息之謎。它更像是一顆行星，將其他任何東西從那個(gè)表面放射出來(lái)。
馬瑟的新研究延續(xù)了2014年的觀點(diǎn)，該觀點(diǎn)提出了一個(gè)問(wèn)題：如果掉到一個(gè)超大質(zhì)量的模糊球上，會(huì)發(fā)生什么事？在這種情況下，引力可以支配一切。假設(shè)存在這個(gè)約束條件，馬瑟和其合作者發(fā)現(xiàn)進(jìn)入其中的粒子幾乎沒(méi)有任何機(jī)會(huì)撞向一個(gè)向外發(fā)射的霍金輻射粒子。模糊球的表面溫度很高但它吸收新物質(zhì)方式阻止了任何物體靠近到足以燃燒的程度，所以應(yīng)該能夠到達(dá)其表面。馬洛夫回應(yīng)中等大小的模糊球仍然可以用其他方式炙烤。
它不會(huì)以那么快的速度將其拖入其中，在低能量碰撞中，重力以外的力量也能使受到淺層灼傷。馬瑟的研究小組最近對(duì)在《高能物理學(xué)》上發(fā)表的新計(jì)算方法進(jìn)行了更詳細(xì)的研究。得出結(jié)論：對(duì)于一個(gè)中等質(zhì)量、大小近似于太陽(yáng)的模糊球來(lái)說(shuō)，粒子撞擊輻射粒子的總概率比以前略高，但仍然接近于零。研究表明，在燃燒之前，必須將模糊球縮小到比納米級(jí)小1000倍。粒子或多或少可以完整到達(dá)模糊球表面，但仍然要面臨致命的拉伸。這個(gè)理論最終甚至可能復(fù)原愛(ài)因斯坦設(shè)想畫(huà)面，即穿越邊界的平滑通道，盡管它是一種扭曲的形式。
可能還有這樣一種情況出現(xiàn)，在水面上撞擊前進(jìn)，同時(shí)感覺(jué)自己好像在穿過(guò)空地。如果你跳到模糊球上方，就會(huì)被分裂成小弦。通常認(rèn)為粒子開(kāi)始分裂時(shí)，粒子就不再是粒子了。然而在弦理論中，一種奇怪的二元性使粒子的弦以一種有序方式分散在模糊球上，這樣既保留了它們之間的聯(lián)系，如果仔細(xì)觀察弦在做什么，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們實(shí)際上在一個(gè)非常連貫的球里擴(kuò)散。這個(gè)模型完全依賴于一個(gè)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)證據(jù)的數(shù)學(xué)框架——弦理論。更重要的是，即使是弦理論也無(wú)法處理模糊球的混亂。
英國(guó)南安普敦大學(xué)的弦理論學(xué)家瑪麗卡·泰勒說(shuō)：物理學(xué)家們關(guān)注的是一些非自然例子，比如有高度組織、極端特征的極寒物體。馬瑟的計(jì)算是探索性的，是從簡(jiǎn)單模型的共同特征中得出的近似概括。下一步是從弦的角度來(lái)描述模糊球表面的理論。盡管如此，她還是同意從弦論的角度來(lái)看，熱火墻的想法總很可疑。就好像你突然從‘我非常開(kāi)心’轉(zhuǎn)變?yōu)椤叮业奶彀?，我徹底完蛋了’這讓人難以接受。馬瑟的黑洞模型只是解決霍金難題的眾多策略之一，并不能保證任何認(rèn)都能有由此找到正確答案，也許現(xiàn)實(shí)世界比我們想象的還要瘋狂，也許只是我們還難以理解。
