黑洞火牆的 「火」 是什麼樣的火？

穿著宇航服能否安全穿過？

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謝邀
你這是從哪看來的詞兒啊。要不是兒童節我就不回答你了。
黑洞火牆是指，我們在考慮進入黑洞的物質是否會丟失信息。因為從外部看黑洞只表現出三個信息。
有一種想法就是進入了黑洞之後物質的信息就會丟失。火牆理論就是解釋這個想法的。說黑洞外不知道（我知道，但是解釋起來無比複雜）為什麼存在一層量子火牆，會毀壞所有的信息。

————以上是第一次回復————
既然題主誠心誠意的發問了，看在沒有人祝我兒童節快樂的份上（這是哪門子份上），就展開回答一下吧。
從外部看，黑洞是只有黑洞視界面積，所帶電荷總量，和轉動角速度三個信息的，只有這三個信息表達出來。但是黑洞總是會吸一些物質的嘛，這些物質在進入黑洞之前是具有著形狀啊，物質狀態啊各種性質的，是包含有信息的，是需要有很多參數來描述的，但是他們進入黑洞後，我們就只能觀測到黑洞面積長大了多少，帶電荷多了多少和角速度變化了多少這三個性質，其他的性質我們從外部是再也無法獲得到了。然而根據信息熵的規則，我們在道理上認為信息的總量應該是不變的。那麼，有幾種想法來解釋這個問題。有的想法是其實進入黑洞後物質還是包含信息的，然而這些信息無法外現。這種說法我們不太喜歡，因為他很顯然是為了解決問題而提出的一種「平庸」回答。我們從這種回答里不能得到更多的東西。
另一種猜測，猜測這些信息在進入黑洞前就已經丟失了，這種猜測的一個分支就是黑洞火牆理論。
這種理論說，由於黑洞在吸取物質的時候，物質受到了極強的潮汐力（離黑洞越近，受力越大，這種力的不平均效應會讓近處的部分物質有更大的加速度，而遠端加速度小些，這就撕長了物體。）而黑洞周圍的這種現象實在劇烈。使得即使是質子中子這種量級的物質都被撕碎了，被撕碎的物質劇烈撞擊，撞擊強度足以產生幾百（我猜的）GeV的能量（原子彈的能量量級在keV-MeV）形成一堵火牆（由於這種撕裂是跟距離有關的，那麼一定是在幾乎同一個距離上產生這樣的能量牆），我們猜測（這裡才是火牆理論的猜測）在劇烈的作用下，這層火牆把所有信息抹平了。這種抹平指的是，要描述這個物體產生的這麼複雜的撞擊系統，所需要的信息量遠遠大於物體原先包含的信息，那麼原先的信息就看不出來了。當然，具體說來的話會比我說的更複雜100倍。
其實還是在解決信息丟失的問題。而不是為了描述「火」。
所以這麼高的溫度，不要說是什麼防護衣，就算是基本粒子是否能夠倖免還不一定呢。

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光陰似箭，日月如梭，一轉眼老鼠掉進黑洞已經一年了。

一天，貓又來到了黑洞旁邊。它知道，在它的時間線上，老鼠還沒有真正掉進黑洞視界（Mandelbrot：黑洞真的是吞噬了物體嗎？）。它還在想，老鼠到底會安然無恙地穿過黑洞視界，還是會在視界化為灰燼（Mandelbrot：如何理解「我們的宇宙有可能是遙遠宇宙的全息投影」？）。這時，貓意外地發現，上次遇到的那位老者也在太空中負手而立，眺望那個有去無回的深淵。

貓上前搭訕：「老先生，上次你說黑洞視界表面充斥著很高的能量，是真實的嗎？」

老者認出了貓，回答說：「那有什麼理論是絕對真實的？我們只是在用各種理論盡量接近真實。對於黑洞來說，這些理論要說接近真實都比較勉強。任重而道遠啊。」

看見貓在發獃，老者又說：「不過這裡面還有很多細節。如果你有興趣的話，我們可以慢慢談。」 貓連忙點點頭。

1. 廣義相對論

「你該知道黑洞理論起源於廣義相對論吧？」老者問道。

「知道一點。大概就是說，物質被壓縮到那個史瓦西半徑以內。它的巨大引力造成附近時空的極度扭曲，結果，連光都跑不出來。」貓絞盡腦汁，結結巴巴的擠出幾句話。

「差不多是這麼回事。那麼老鼠掉進黑洞的過程實際上是一個自由落體的過程。它不會感覺到黑洞引力對它有任何影響。即使在它穿過視界的時候，也不會發生什麼戲劇性的事件。我們把這個假設叫做No Drama。」老者用盡量簡單的語言開始講述。

聽到熟悉的內容，貓激動地直點頭：「對對，這個我知道。」

2. 霍金輻射

看見貓居然聽得懂，老者談興大發，興緻勃勃的接著說：「後來，霍金，就是你上次遇到那個老頭，用量子力學的原理來研究黑洞，意外地發現，原先我們以為一毛不拔的黑洞其實會通過蒸發損失質量。我們把這個理論叫做霍金輻射。」

老者掏出一塊小黑板，開始畫圖。

「真空中總是在不停地產生正負粒子對，然後它們又很快互相湮滅，回歸真空。這本來無傷大雅，但是如果它發生在黑洞視界附近，問題就出現了。」

貓被勾起了好奇心：「什麼問題？」

「黑洞強大的引力能夠撕裂這個這個粒子對。結果，一個帶著正能量的粒子掙脫了引力，逃離了黑洞。而另一個帶著負能量的粒子卻掉進了黑洞。這樣，黑洞不斷吸收負能量粒子，質量不斷減小。質量小到一定程度的時候，它就會在一場爆炸中煙消雲散。」老者儘力選擇最簡單的語言解釋了霍金輻射和黑洞蒸發理論。

貓覺得學到了新知識。它興奮的說：「這麼說，黑洞也不是永恆的了？天文學家觀察到黑洞的末日了嗎？」

老者笑了笑說：「黑洞的壽命很長，長到幾乎失去了意義（Mandelbrot：宇宙中有哪些細思極恐之事？）。等所有的恆星都熄滅，我們也等不到黑洞爆炸。」

3. 量子糾纏

「不過，還是回到正題上來吧。」 老者接著說：「你看，這兩個粒子來自同一個粒子對。它們有相反的狀態，比如動量、自旋什麼的。但是，如果你沒有觀察它們，它們的狀態是不確定的。比如，任何一個粒子都同時具有向上和向下的自旋方向。也就是說，它們處於一種疊加態。」

看著貓迷惑的目光，老者決定再解釋兩句：「如果你觀察其中一個粒子，它會馬上從兩種狀態中選擇一個。比如，你會發現它的自旋方向是向上或者向下的。」

聽到這裡，貓突然想起了什麼，憤憤不平地說：「疊加態這個詞兒我聽說過。一個叫薛定諤的傢伙為了驗證這個理論，弄得我一個兄弟至今生死不知。」

老者並不打算回顧歷史問題：「讓人驚奇的事情還在後面呢？由於兩個粒子具有相反的狀態，所以這時候你也就知道了另一個粒子的狀態。看起來好像這個粒子在被觀察的瞬間，把自己的選擇告訴了它的同伴。即使它們相隔千山萬水，信息也能瞬間到達。我們把這種奇特的現象叫做量子糾纏。」

貓大吃一驚，說：「怎麼可能？難道這種信息傳送的速度超過了光速？這不符合相對論吧？」

「看起來是這樣。不過量子糾纏的原理目前沒有人知道。」 老者想了想，底氣不太足地說：「也許相互糾纏的的粒子之間有一條微型蟲洞，可以在瞬間傳遞信息。」

4. 黑洞火牆

貓沒有興趣深究這種玄之又玄的問題，它問道：「好吧，可這給黑洞理論帶來什麼問題呢？」

老者抖擻精神，在黑板上畫了另外一個例子。

「比如，米奇和米妮是誕生於黑洞視界的一個正負粒子對；而唐納和黛西是誕生於視界的另一個粒子對。它們都是相互糾纏的。」貓點點頭，表示理解。

「在離開黑洞之後，米奇不可避免地會和其他逃離黑洞的粒子發生糾纏，比如，上圖中的黛西。問題就出來了：量子糾纏是一種一對一的關係。米奇不可能同時和兩個粒子發生糾纏。在和黛西發展超友誼關係以前，它必須和米妮分手。」

貓若有所思的說：「這麼說，量子糾纏就像那種傳統的戀愛關係，容不下第三者。」

老者促狹的一笑：「是啊。我發現最近你和鄰居家的大白貓打得火熱。你敢不敢同時去勾搭一下街對面的波斯貓？」

想想大白貓揪住自己的尾巴在地上亂砸的恐怖情景，貓連忙大搖其頭。為了轉換話題，貓問道：「分手就分手唄，這對粒子來說不是什麼問題吧？」

「問題大了。量子糾纏需要很高的能量才能打破的。這就意味，黑洞視界表面實際上充斥強大的能量，大到足以打破量子糾纏，讓米奇肆無忌憚地去尋找新的伴侶。」

貓想了想，問道：「這麼說，黑洞視界實際上是一道高能量的火牆了？」

老者點點頭：「我們確實把它叫做黑洞火牆。」

貓總覺得這個理論有問題。想了半天，它問道：「天下沒有 免費的午餐。這個龐大的火牆需要的能量一定不少吧？這些能量從哪裡來？」

「這是個好問題。」老者讚許地說，「你可以這樣理解，能量來自黑洞蒸發損失的質量。」

老者又在黑板上畫了一張圖。

「從我們的角度來看，通過霍金輻射逃出黑洞的粒子，能量非常低。這也是黑洞長壽的秘訣。但是不要忘了，這些粒子都是從黑洞強大的引力場中爬出來的。引力場對粒子的能量也有紅移效果（Mandelbrot：黑洞真的是吞噬了物體嗎？），所以，從黑洞外觀察到的粒子和它剛誕生時並不一樣。」

貓好奇的問：「那麼粒子剛誕生的時候是什麼樣子呢？」

老者回答道：「要回答這個問題，我們只需要讓時鐘倒轉，讓時間回到粒子剛誕生的時刻。」

貓插嘴說：「這個方法是不是和我們研究宇宙大爆炸的方法一樣？」

老者心想：「這個傻貓知道的事情還真不少。」

他點點頭，說：「不錯。如果讓時鐘倒轉，我們會看到粒子向黑洞視界墜落，它的能量越來越高。不難看出，粒子從黑洞視界產生的時候，它攜帶了很高的能量。這應該就是黑洞火牆能量的來源了。」

5. 問題

擦掉黑板上的圖，老者問道：「我講了這麼多，你看出其中的問題了嗎？」

貓想了半天，結結巴巴地說：「看起來好像廣義相對論和量子力學有衝突。」

老者微笑著說：「不錯，這就是問題的關鍵。廣義相對論認為黑洞視界和別的空間位置並沒有什麼區別，它只是一個逃逸速度恰好等於光速的表面，所以老鼠可以毫髮無傷的掉進去。而量子力學認為黑洞視界有一個高能量的火牆，它會把老鼠燒成灰燼。」

貓覺得世界觀收到了衝擊——原來萬能的科學也有不能解決的問題。它張大嘴，發了半天呆，最後傻乎乎的問：「那怎麼辦？」

老者並不在乎：「沒什麼大不了的。也許我們需要放棄其中一個了理論了，或者我們需要放棄兩個，而去尋找一種新的理論來完美地解釋黑洞。這不就是我們的工作嗎？不過，目前能夠調和這個矛盾的理論還沒有出現。」

老者沉思了片刻，說：「我有時候在想，也許廣義相對論和量子力學都是對的。它們從不同的角度描述了同一個現象。貓安然無恙的穿越黑洞和貓被火牆化為灰燼都是真實的。」

貓撇撇嘴，想：「這些物理學家還真是敢想。這不是胡說八道嗎？」

思來想去，它覺得還是在無法接受這個想法，於是狀著膽子表示反對：「這，這好像有點自相矛盾吧？」

老者搖搖頭，滿不在乎地說：「無妨。只要老鼠不能回到我們身邊，和我們交流它在黑洞裡面的經歷，不就沒有矛盾了？」

貓突然發現自己竟然無言以對，不過它轉念一想，這種觀點好像也有可取之處——也許和大白貓談戀愛與勾搭波斯貓都是自己的疊加態呢？想到這裡，它就哼著小曲，喜滋滋的回家去了。

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這火厲害，外國的宇航服估計不行，我大天朝防火技術一流，沒準可以。

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題主的錯誤在於只從字面上理解這「火牆」兩個字。

火牆的思路:量子有糾纏效應——一對相互糾纏的量子之間可以傳遞信息——一對相互糾纏的量子其中之一落入黑洞後可以將黑洞內部的信息傳遞出去——與黑洞吞噬信息的推論相違背——要使此推論成立，量子落入黑洞的過程中一定有一堵防火牆一樣的東西，使糾纏效應斷開——糾纏的這部分能量可能會在黑洞周圍形成高能帶——由此霍金認為，黑洞可能不是以一個嚴格的二維面作為視界，而是有一個過濾帶，這個過濾帶可以防止黑洞內部信息傳出——霍金認為這是黑洞輻射的可能得原因。

具體知識第一條答案說得非常詳細了。你們可以去看。

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星星之火
也是燎原之火
更是照亮道路的火炬
不忘初心！

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本回答基於a class="member_mention" href="/people/http://www.zhihu.com" data-hash="null">@Mandelbrot 大神的回答中的一些疑問，進行進一步演繹/推理/猜想/開腦洞。前置內容有疑惑請先看M的回答。

……

一些小小疑惑，寫在最前面。理論上，量子真空漲落產生的是「虛粒子「對，湮滅之後不產生能量的。（虛粒子是什麼，我也不知道……攤手.jpg）這之後黑洞怎麼使虛粒子對化虛為實？這個我也不知道。繼續攤手.jpg

……以下正文……

量子真空漲落產生粒子對，如果剛好產生於黑洞視界附近。它們會隨機地向內或向外運動/擴散。

視界外的世界，正物質占絕對優勢，向外擴散的反物質或遲或早都會碰上正物質（相應的正粒子），這個時候，兩者湮滅是像虛粒子對一樣不產生能量？還是像普通的正負粒子對一樣產生相應的能量？這裡取後一種情況。（畢竟已經化虛為實。）

視界內的世界，佔據絕對優勢的是正物質？是反物質？

總之，隨機」擴散「到視界內的正負粒子，也會碰到視界外的狀況：其中的」異端「都會被湮滅。化為能量？或「負能量」？

……p.s.……

以前的宇宙論有一個問題就是正負粒子理論上總是成對出現，成對湮滅，那麼理論上宇宙中的正負粒子數應該相等。那麼反物質哪裡去了？這裡可以推出一種解釋：反物質都在（一部分）黑洞里……

……p.s.……

好像都說完了……後面的論點可以擴展一下……

黑洞外的湮滅產生（大量）能量，可以作為黑洞火牆的「能源」。

黑洞內的湮滅（如果有），如果也是產生大量能量。那麼這個過程就意味著……某種意義上，黑洞在「提取」量子真空漲落的能量……

「負能量」：假設的定義，抵消黑洞內部的「質能」，維護能量守恆的機制……懵逼.jpg

……

aaaaaaaaaa我現在混亂了，誰來給我施展鎮靜技能？

……

首先感謝一下 a class="member_mention" href="/people/http://www.zhihu.com" data-hash="489d79c76bdc7f0e1529652bf4836ca1">@Mandelbrot 大神深入淺出的科普。說來慚愧，雖然我大學就是理論物理，但一直覺得黑洞之類問題遠非我當時能理解乾脆都沒怎麼關注……

然後感謝一下mandelbrot回答下的王王（抱歉@不出來） @染沁 ， @毛進喜 ，三位知友的問題。本業我只是想去留一個「答主666」的言的……

……

以上內容，純屬腦洞。如有雷同，純屬巧合。

…………

上面的統統都作廢。黑洞視界處分離的不是正反粒子對，而是正反虛粒子對。這是完全不同（好吧……其實界限並不分明……但是差別確實很大……）的兩個概念……總之，不是你們想的那樣……

……

稍微勉強地講一下吧：所謂虛粒子，基本就是四大相互作用力的媒介子，比如光子，（在我印象中，囧.jpg貌似……）沒有正負的概念。然後黑洞霍金輻射的這個過程，整體看，就是將重力勢能/引力子，以很奇怪的形式，轉化為了其它形式的能量/媒介子，釋放出去。

沒有正負粒子湮滅之類的問題。

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好像和計算機的防火牆差不多吧，只是一個防火，一個放火。(滑稽臉)

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