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宇宙信息为何会丢失?丢失的信息去了哪里?信息丢失等于湮灭吗?

宇宙是一个庞大的近乎无限的结构,不仅是一个三维空间,还是一个四维时空。我们看到的宇宙有多大取决于我们能接收到的信息有多远,还取决于那些信息到达地球的速度和时间。如果你在晴朗的夜晚仰望星空,通过肉眼我们能看到的只有太阳系内较近的行星,银河系内较亮的恒星以及一些发射星云,较亮的反射星云,星团等。能用肉眼看到的星系只有较近的仙女座星系,大麦哲伦星系等。我们观测宇宙的本质实际上是接收宇宙中的各种电磁波,想看得更远更清楚,那就需要口径更大的设备,且曝光的时间更长,只有这样接收到的信息才会更多。

比如我们拍摄的第一张黑洞照片是M87星系的中心黑洞,这颗黑洞距离我们5500万光年。为了拍摄这张照片,我们使用地球上不同位置的十几座射电望远镜建立了一个望远镜矩阵,相当于拥有了一座地球直径大小的虚拟射电望远镜,并且用了大约5个夜晚的观测,产生了4PB的数据,又经过两年多的后续工作才合成那张模糊的黑洞照片。另一个更为严重的问题是,我们看到的一切不仅有物质信息还有时间信息,我们需要将时间与空间进行换算才能得到星系的真正位置。比如我们能看到空间距离最远的星系只有一百多亿光年,但在时空距离上这些星系却已经距离地球465亿光年。

并且,由于时空膨胀速度已经超过光速,超过465亿光年时空距离之外的星系,那些星系发出的光芒需要超过光速才能到达地球。对于我们来说,那些星系的信息正在逐渐丢失在人类的视界之外,且这种丢失是永恒的。但是信息丢失并不意味着信息消失,它们仍存在于宇宙之内,只是我们已经没有任何办法再次读取。与之相近的是黑洞的事件视界,由于事件视界的引力范围内,逃逸速度大于光速,当物质和能量进入其中后,它们的信息就会被事件视界永恒隔离。所以我们看向事件视界就会是一片黑暗,那并不是因为它的颜色是黑色,而是丢失了所有信息的信息空白。

你是否发现黑洞的视界和可观测宇宙的视界非常类似呢?它们在原理上似乎没有区别。我们找回可观测宇宙之外的信息需要达到光速,找回事件视界内的信息同样需要达到光速。而光速又决定着时间流逝的速度和方向,那么我们就可以这样也理解,所有丢失的信息都是丢失在了永恒指向未来的时间里。

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