在人类探索宇宙的漫长历史中，黑洞一直是最引人入胜的谜题之一。它们如同宇宙的深渊，吞噬着周围的一切，却又隐藏着关于宇宙最深奥秘密的线索。黑洞是宇宙中最为奇特和极端的物理环境，对检验基础物理学理论、理解星系形成与演化等具有不可替代的价值。
5月9日下午，新一期导师有约活动在物理楼430教室举行。活动特别邀请到山西大学理论物理研究所田佳老师，以“黑洞信息问题”为主题与同学们进行交流互动。本次活动由范懂娇老师主持，同学们踊跃报名参加。
田老师运用图文并茂的形式介绍了黑洞在广义相对论中的描述、黑洞热力学、黑洞的量子力学效应、霍金辐射等与黑洞相关的知识，与同学们共同探索这一宇宙学中最为神秘和复杂的领域，旨在深入挖掘这些谜团背后的科学原理。
田老师首先以通俗易懂的语言，介绍了黑洞的基本概念。他提到，人马座A*是位于银河系中心的超大质量黑洞，据地球26000光年。田老师还展示了由事件视界望远镜（EHT）拍摄的黑洞照片，这是人类历史上首次直接观测到的黑洞影像，具有重大的科学意义。
田老师指出，研究黑洞可以得到许多有关量子引力的启示，是通往量子引力的一个重要途径。他从广义相对论讲起，向大家简要阐释了广义相对论以及爱因斯坦方程和无毛定理的核心概念。
讲座的后半部分中，田老师深入探讨了黑洞信息问题。他指出，黑洞信息问题主要涉及三个核心问题：熵减过程、黑洞蒸发以及克隆量子态。针对这些问题，田老师逐一进行了详细的讲解。
在讨论熵减过程时，田老师提到，根据热力学第二定律，在任何物理过程中，系统的熵不会减少。然而，当物质掉入黑洞后，其信息似乎被永久丢失，这似乎与热力学第二定律相矛盾。田老师解释说，研究表明，黑洞具有热力学熵，且其熵与其视界的面积成正比。这一发现为解决黑洞信息问题提供了重要线索。在讲解黑洞蒸发时，田老师提到，霍金通过量子场论的方法，预言了黑洞会通过霍金辐射的方式缓慢蒸发。这一理论不仅为黑洞信息问题提供了新的视角，也为量子引力理论的发展做出了重要贡献。在谈及克隆量子态时，田老师指出，量子力学的不可克隆定理表明，无法复制一个未知的量子态。
除了黑洞信息问题，田老师还介绍了广义相对论和量子场论的基本原理，他强调黑洞是连接广义相对论和量子力学的桥梁，对于理解宇宙的基本规律具有重要意义。
在讲座的最后，田老师对黑洞物理在新的量子引力理论中的重要性进行了总结。他提到，黑洞物理的研究不仅有助于解决黑洞信息问题，还能推动量子引力理论的发展。
在提问环节中，在场的学生和田老师积极互动。面对同学们的热情提问，田老师一一做出解答，耐心地为同学们答疑解惑。
活动最后，田老师亲切地与在场的同学们合影留念。希望大家对黑洞有了基础的了解，为后续的科学研究工作增加知识储备，开阔视野，打好基础。
活动结束后，同学们纷纷表示受益匪浅，并写下了科研日志和心得体会，摘选部分内容如下：
郝运来 2023级硕士 光学
今天参加了学院举办的“导师有约”活动，受益颇深，田佳老师围绕黑洞信息问题给我们进行了一场精彩的讲解。他对待学术认真谦恭的态度也给我留下了深刻的印象。黑洞这一天体现象，一直以来都是科学界和大众热议的话题。在传统的物理学理论中，黑洞会吞噬一切物质和信息，丧失了关于进入黑洞的物体的所有信息，这与量子力学的信息守恒定律相抵触。田佳老师围绕黑洞信息问题，深入简出，不仅为我们普及了一些广义相对论的基础理论、霍金辐射等专业知识，也介绍一些科学家们对于黑洞理论的解释和理论进展，详细说明了一些物理公式的由来和应用，同时也解答了关于AdS/CFT对偶性，又叫“全息对偶”的疑惑。
参加完这次导师有约活动，我对黑洞有了更深层次的理解和认识，黑洞是宇宙中吞噬一切的狂暴巨兽，也是量子理论和广义相对论的撞车现场。黑洞视界之下涌动着新物理的暗流，作为一名物理学专业的研究生感到兴奋不已。
郑欣欣 2023级硕士 光学
田老师在这次讲座中向我们介绍了他的研究领域，并对黑洞进行了生动的科普讲解。尽管我之前在本科和硕士阶段并未接触过这方面的知识，但田老师的讲解既形象又易懂，让我对广义相对论和霍金辐射等概念产生了浓厚的兴趣。这次活动不仅让我接触到了与自己研究方向不同的领域，也让我从中获得了宝贵的知识。
此外，这次讲座还促进了师生之间的交流，让我们有机会接触到如此有趣的知识领域。我计划在未来的科研工作之余，继续深入了解黑洞相关的知识，并向老师请教，以便更好的吸收和理解这些新知识。