这听起来可能像是一本很糟的言情小说，但物理学家却用「赤裸」（naked）、 「无戏剧性」（no-drama）这一类的形容词，企图完整描述宇宙间最炙手可热的话题， 那就是人类认知宇宙中最奇怪的物体－黑洞。
过去四年里，物理学家在研究黑洞物理的数学结构时，提出一个怪异的想法：黑洞其实应该有一道「火墙」（firewall），任何东西如果企图「翻墙」进入黑洞，就会被它彻底摧毁。然而，一篇发表在著名《物理论坛通讯》(Physical Review Letters)的新文章《赤裸的黑洞火墙》（Naked Black Hold Firewalls），对这个观点提出质疑。该论文的共同作者，国立台湾大学物理系陈丕燊教授解释， 这篇文章的目的，是想以一个更奇怪的想法攻击那些导致「火墙悖论」背后的黑洞物理基本信条。
此篇论文的共同作者包括北欧理论物理研究中心（Nordita）研究员王元君（Yen Chin Ong）博士、加拿大阿尔伯塔大学（University of Alberta）佩举（Don Page）教授、京都大学佐佐木节（Misao Sasaki）教授，及台大梁次震宇宙学中心研究员廉东翰（Dong-han Yeom)博士。
人类对于黑洞的概念来自爱因斯坦的相对论：一个使时空扭曲的巨大物体，当它里面有足够多的物质，就会使这个区域的时空变得非常陡峭，连光都无法逃离。既然连光都无法逃离，这些物体就是我们所称的黑洞。
它们也是人类可理解的最大宇宙垃圾处理场。如果一个不幸的时空旅行者进入了黑洞的事件视界（event horizon），根据这个模型，他就会被完全摧毁在黑洞里。先不说这是明显的简化，一直以来黑洞总是迷人却难以描述。1970年代霍京（Stephen Hawking）发现黑洞并非全黑，实际上某些粒子可以透过量子缠结而产生，从黑洞中逃离，这理论就是著名的霍京辐射。自此以后，黑洞物理的领域就成了各种奇异现象的泉源，需要量子理论与相对论相结合的数学才能完整解释。在黑洞物理过去纷扰的40年中，有一个突出而未决的问题－「黑洞资讯遗失悖论」，这也是霍京首先提出的。这个问题持续阻碍物理学者直接以量子理论的数学切入解释。加拿大阿尔伯塔大学佩举教授解释：「一开始，多数致力于爱因斯坦重力理论的学者认为霍京原本的建议是对的。就是说，资讯在黑洞形成和蒸发时就已经遗失了。」佩举教授是第一个在1990年代提出重要论文反对霍京建议的人。他表示：「现在，包括霍京本人的多数重力物理学家都相信资讯并没有遗失。然而，黑洞资讯如何保存的这个部分，依然是个谜。」
在量子力学中，基于量子「确定性」和「可逆性」这两个原则，信息在任何物理过程中，始终被保留。然而，由于物质带着讯息落入黑洞，在穿越事件视界的过程中，物质中的信息显然被消灭了一段时间，这个表面上的矛盾一直困扰着物理学家。这个悖论本身的出现就是导因于霍京辐射。这表明物质可以从黑洞辐射出，但是分析显示，在辐射的初期并没有大量携带出原先掉进黑洞的信息。
在2012年，一群物理学家研究这个悖论时发现，导致这一悖论的三个基本假设不可能都是一致的。也就是说，「统一性」与「局部量子场论」这两个基本原则与「无戏剧性」的假设相互矛盾。
此一假设根据爱因斯坦的广义相对论。它意味着，当一个物体通过事件视界应该没有任何异状发生。为了解决这个矛盾，他们提出最保守的解决方案：在黑洞的表面上确实有「火墙」的存在，它会焚化任何一个落进黑洞的物体。这个主张是相当令人吃惊，因为一个足够大的黑洞,例如马中佩教授最近发现的超大黑洞，它的曲率几乎是微乎其微，所以广义相对论可以完全适用而不需要加入量子场论。
因此我们期待任何物质在穿越视界时应该顺利通关而不应该被强制焚化。陈丕燊教授指出：「所谓的火墙，指的是在我们所认知的黑洞的表面，有一个高能量密度区域，它会破坏任何坠入的东西。」
陈教授于2015年轮休，并赴京都大学「汤川理论物理研究所」(Yukawa Institute for Theoretical Physics)担任访问学者，期间主办了一个小型研讨会（Molecular-Type Workshop)，邀请多位国际专家研究「黑洞资讯遗失悖论」。《赤裸的黑洞火墙》论文即是这次研讨会的结晶。
作者们论证，基于量子力学，霍京辐射时必然不可免的会衍生随机的量子微扰。而黑洞本身对于这些量子微扰的反作用，必将使火墙脱离黑洞的事件视界而裸露在外，能够被遥远的观察者看到。
共同作者京都大学佐佐木节教授说：「如果火墙的确存在，它不仅能将一个下落的物体摧毁，甚至可从外面看见物体被破坏。」
此篇论文强调，像这样存在于事件视界之外的「赤裸的火墙（naked firewall）」的概念是有问题的。如果火墙确实存在，作者们质疑它不会轻易地被黑洞局限于一个区域内，而是赤裸在外。它的破坏力可能超越事件视界，迁移至可以被观察到的空间。这使得火墙的概念相对大胆，并非倡议火墙的那几位物理学家所说的那么保守。《赤裸的黑洞火墙》作者们建议，物理学界需要再投入相当的努力去找寻「黑洞资讯遗失悖论」的最终答案。
论文链接：http://arxiv.org/abs/1511.05695
（据台湾大学）
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