被吸入的粒子會(huì)以負(fù)能量進(jìn)入——這是量子法則所允許的，負(fù)能量將從黑洞的質(zhì)量里扣除，從而使黑洞縮小。
霍金的原始分析已經(jīng)過(guò)提煉并由許多研究人員加以擴(kuò)展，其結(jié)論現(xiàn)在已被廣為接受。但這也帶來(lái)了令人不安的現(xiàn)實(shí)，黑洞輻射對(duì)量子力學(xué)理論提出了質(zhì)疑。
量子力學(xué)認(rèn)為信息不會(huì)消滅。從理論上說(shuō)，通過(guò)檢測(cè)從黑洞發(fā)出輻射的量子態(tài)，就可能獲得掉進(jìn)去的那個(gè)粒子的一切信息。但霍金指出事情沒(méi)那么簡(jiǎn)單：發(fā)出輻射是隨機(jī)的。擲一公斤的石頭或一公斤計(jì)算機(jī)芯片結(jié)果都一樣，看著黑洞直到它死亡，也沒(méi)辦法知道它是怎么形成的或有什么東西落到了上面。
這稱為黑洞信息悖論。對(duì)這一問(wèn)題，物理學(xué)家們分成兩個(gè)陣營(yíng)：一派以霍金為代表，認(rèn)為在黑洞死亡時(shí)信息真的會(huì)消失，如果這與量子法則相矛盾，則需另建更好的量子理論。另一派以加利福尼亞理工學(xué)院的量子物理學(xué)家約翰·普利什基爾為代表，則堅(jiān)持站在量子力學(xué)這一方?！坝幸欢螘r(shí)間，我很認(rèn)真地試圖重新構(gòu)建一個(gè)包含信息損失的替代理論?！?普利什基爾說(shuō)，“但我找不到任何有意義的東西，沒(méi)人能找到。”
這一僵局持續(xù)了二十年，直到1997年才有答案，這個(gè)答案現(xiàn)已眾所周知——當(dāng)時(shí)普利什基爾與霍金公開(kāi)打賭而獲勝，他認(rèn)為信息不會(huì)丟失，
因此從霍金那里贏了一本棒球百科全書。但在當(dāng)年，打破這一僵局全靠哈佛大學(xué)物理學(xué)家胡安·馬爾達(dá)西那的發(fā)現(xiàn)。
馬爾達(dá)西那的發(fā)現(xiàn)建立在一個(gè)更早期觀點(diǎn)上，即宇宙中的任何三維區(qū)域都可以用二維邊界上的信息編碼描述出來(lái)，這和激光以二維全息圖的方式給三維景象編碼非常類似。斯坦福大學(xué)弦理論學(xué)家，也是全息理論創(chuàng)世人之一的萊昂納多·薩斯坎德說(shuō)：“我們用‘全息’這個(gè)詞作為一種隱喻。但經(jīng)過(guò)更多數(shù)學(xué)推衍后，它似乎擁有了更實(shí)際的意義：宇宙是信息在邊界上的投影?！?br /> 馬爾達(dá)西那提出的是一個(gè)關(guān)于全息理論的具體的數(shù)學(xué)方程，同時(shí)借鑒了超弦理論的觀點(diǎn)，假設(shè)基本粒子是由極微小的能量環(huán)振動(dòng)而形成。他的模型描述了一個(gè)只受萬(wàn)有引力統(tǒng)治的、包含了弦和黑洞的三維宇宙，經(jīng)由一個(gè)二維面反射，其中的元素粒子和場(chǎng)域遵循普遍量子法則而無(wú)需萬(wàn)有引力。住在此三維空間的居民永遠(yuǎn)也看不到這個(gè)界面，因?yàn)樗跓o(wú)限遙遠(yuǎn)的地方。但這并不重要：三維宇宙中發(fā)生的任何事都可以用二維宇宙中的方程同樣完好地表達(dá)出來(lái)，反過(guò)來(lái)也一樣。“我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)數(shù)學(xué)詞典，能讓你在這兩個(gè)世界的‘語(yǔ)言’之間來(lái)回轉(zhuǎn)變。” 馬爾達(dá)西那解釋說(shuō)。
這意味著，即使是一個(gè)三維黑洞的蒸發(fā)，也能用二維世界的語(yǔ)言來(lái)描述，