天文在线|黑洞会释放它们的能量吗？我们能知道黑洞吸收了什么吗？想拿回不小心掉进黑洞的《战争与和平》

想拿回不小心掉进黑洞的《战争与和平》吗？至少还得等数百亿年

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（图解：2019年4月10日公布的黑洞照片，位于M87星系中心）
物理学家说：在任何合理的意义上，这两个问题的答案都是“不” ，然而，理论上，答案是“能” 。
黑洞通过“霍金辐射”释放能量，这是广义相对论、量子力学和热力学的惊人结合。霍金（以及之后的科学家）预言黑洞可以产生黑体光谱，那就是说，它们会像人、太阳，甚至任何具有温度的物体一样向外发出辐射。霍金还计算出，辐射会使黑洞达到怎样的温度。他发现对于一个质量为M的黑洞，有如下公式：

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，在此公式中，除了质量M外，其他所有量均为物理常量（甚至8也是，就看你如何理解它）。代入所有常量，我们将得到以下公式：
，其中，质量M的单位是千克（kg），温度T的单位是开尔文（K）。 “
”可能会让人们认为黑洞的温度很高，但实际上，较小的黑洞（就像我们在欧洲核子中心见到的那样）温度极高。然而，如果太阳（质量为
kg）是一个黑洞，它的温度只会达到大约60纳开尔文!舔它一口，你的舌头就会冻成冰棍。它的温度约为2.7开尔文，那就意味着所有理论上可以形成的黑洞（
kg ，或大于几个太阳质量）它们的温度都将远远低于2.7开尔文。实际上，由于
黑洞的温度低于2.7K ，它们吸收的能量将多于释放的能量。宇宙中现存的黑洞，只有温度高于2.7K才能收缩。所以它们的质量至多为
kg ，或者大约为月球质量的一半。当然你也可以等上几万亿年来等到宇宙冷却下来，之后黑洞才能蒸发。

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(图解：黑洞破坏路过的恒星图源：NASA)
至于问题的后一半，广义相对论表明，当物体落入黑洞时，它们就消失了，一旦它们落入黑洞，我们根本无法区分一吨和一吨。这让物理学家很不舒服，因为除了所有通常的保守法（能量、动量、毒品政策）量子物理学家还有

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（图解：大麦哲伦云面前的黑洞（中心）的模拟视图图源：wikipedia）
幸运的是，他们还可以利用量子纠缠。因此如果你向黑洞内扔一本《战争与和平》，黑洞就会辐射出热，这是最为随即的辐射方式，可能会吞掉托尔斯泰所有的作品。如果你一次只观测黑洞发射出的一个光子，你几乎什么信息都得不到，但无论如何，你可以收集从黑洞发射出的所有光子并使它们互相干涉，然后分析出它们是怎样纠缠的。理论上，你就可以推导出那些物体落入了黑洞。然而，你得收集到至少一半的光子，才能说明它们携带了信息。
黑洞在它们辐射的所有光子中通过量子纠缠储存信息，这是黑洞的图景。知道了这一点，黑洞就突然变得有意思多了。不用知道太多细节，如果你有N个非纠缠态的双态粒子，你会拥有N比特的信息。但是如果你有N个纠缠态的双态粒子，你会拥有2N比特的信息。（量子）纠缠为我们提供了跟多可以储存信息的空间。

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你会突然发现宇宙中大多数的熵都存在于黑洞中，而且理论上讲，一个精心构建的黑洞可能是可以被创造出的最快最强大的计算机。
的确，我们必须等到宇宙完全冷却，黑洞才会释放它全部的能量。我们可以知道什么物体进入了黑洞，但我们必须等到黑洞完全蒸发（宇宙冷却后），才能无干扰地捕捉从原来的黑洞中发射出的几乎所有粒子。