【发生纠缠的量子,把其中一个送入黑洞后会怎么样？】这个问题是非常好的 。有很多大科学家都思考过这个问题 。
我先简单的说一下答案：我们知道 。在量子力学中是从来不考虑引力的存在的 。而如果我们把发生纠缠的两个量子的其中一个放过黑洞 。那么 。相当于在量子力学的理论框架中 。强行加入了引力 。很明显 。这时候会出现两个效果：
1 。量子纠缠被引力场破坏
因为已经有一个量子进入了黑洞 。而我们知道 。黑洞是摧毁一切粒子的 。因此 。有理由相信 。量子纠缠被黑洞破坏了 。既然量子纠缠被破坏 。那么 。量子纠缠所隐藏的信息也就丢失了 。所以 。这就是彭罗斯说的“引力破坏量子力学的幺正演化” 。
其实 。量子纠缠被破坏是很正常的事情 。我们中国发生的墨子号量子实验卫星 。它所建立的量子纠缠也是可以被刮风下雨打雷闪电所破坏的 。因此 。有什么理由我们让量子纠缠坚不可摧？量子纠缠本来就是很脆弱的 。是很容易被破坏的 。
2 。霍金辐射
我们知道 。两个量子纠缠在一起的虚粒子对 。如果其中一个掉入黑洞 。那么另外一个会变成实粒子 。形成霍金辐射朝黑洞外面运动 。
我们又知道 。黑洞的霍金辐射是一个热辐射谱 。不能携带量子信息 。因此 。信息确实是丢失的 。
从以上讨论可以看出 。引力的出现 。与量子纠缠之间存在很复杂的关系 。目前最新的理论物理学研究认为 。量子纠缠的本质可能就是引力理论中的虫洞 。
其他观点：
一不小心问到了一个非常非常前沿的物理悖论 。
我们平时接触到的物质通常处于一种\"混合态\" 。比如我有一堆小球 。但由于能力和观测手段有限 。我不是很清楚这些小球的位置、速度 。那我就认为这些小球按照一定的概率有可能出现在各个地方(各个速度) 。那么这样的状态就叫做混合态 。混合态与系统的混乱程度 。也就是系统信息的缺失程度有关 。
可是如果我的小球是一堆纠缠在一起量子、基本粒子 。那么我虽然不知道到他们具体的位置（速度） 。但我可以断言：由于量子纠缠 。这些粒子的位置（速度）一定是一样的 。那么这种状态就是一种纠缠态 。你可以发现 。纠缠态的混乱度是要比其对应的混合态少的 。对应信息则更多 。
现在回到问题 。如果一个纠缠态的量子掉到黑洞中去了 。按照传统的黑洞视界的观点 。黑洞内部和外部是完全没有因果的 。这个掉进去的量子就和我们的世界彻底没有关系了 。那么我们那个两个粒子处于某种相同状态的断言也就没有意义了 。自然剩下来的一个粒子就从纠缠态变成了普通的混合态 。对应系统的信息变少了 。
但是问题在于 。有一个酉演化定理告诉我们 。物理系统中的信息在演化过程中虽然会变得越来越难以获取 。但信息本身是守恒的 。不会随便变少或变多 。这就矛盾了 。物理学家们将这个矛盾称为“黑洞信息悖论” 。
而想解决这个悖论的思路有好几种 。由于黑洞内部不会包括额外的信息（黑洞五毛定理） 。比较早的观点认为信息可能是从黑洞的霍金辐射过程中悄悄地还给了外面的宇宙 。另一种观点说黑洞的视界附近有一股“火墙” 。它将信息挡在了黑洞的外部 。应该说目前这个悖论还没有被真正令人信服地解决 。
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