KAS IR MELNĀ CAURUMA INFORMĀCIJAS PARADOKSS?

Send

Vai esat dzirdējuši, ka melnie caurumi iznīcina visu informāciju, kas tajos nonāk? Kāpēc šī ir tik liela fizikas problēma?

Manā laikā lietas bija vienkāršas. Mana strēles sagriešana bija pilnīgi ārpus pārmetumiem. Natans Fillions bija Serenity kapteinis visu dienu, katru dienu. … Un melni caurumi bija caurumi, kas bija melni. Ar to es domāju, ka melnie caurumi saspiež matēriju un enerģiju bezgalīgi blīvā savdabībā un neradīja šķietami nepārvaramu informācijas paradoksu. Jā, tās bija labās dienas.

Bet tās dienas ir beigušās. Tagad tie ir visi 50 pelēkās nokrāsas, fizikas likumiem pakļaujoties citiem fizikas likumiem. “Haštags nav mans kristietis”. Tas, par ko es runāju, ir melnā cauruma informācijas paradokss.

Pirmkārt, parunāsimies ar informāciju. Kad fiziķi runā, viņi runā par katras daļiņas īpašo stāvokli Visumā: masa, pozīcija, griešanās, temperatūra, jūs to nosaucat. Pirkstu nospiedums, kas unikāli identificē katru, un varbūtības, ko viņi darīs Visumā. Jūs varat mainīt atomus, sasmalcināt tos kopā, taču vienmēr jāsaglabā kvantu viļņu funkcija, kas tos raksturo.

Kvantu fizika ļauj jums vadīt visu Visumu uz priekšu un atpakaļ, kamēr vien matemātikā mainat visu: lādiņu, paritāti un laiku. Šeit ir svarīga daļa. Lielās smadzenes mums saka, ka informācijai ir jādzīvo neatkarīgi no tā. Padomājiet par to kā ar enerģiju. Jūs nevarat iznīcināt enerģiju, jūs varat to pārveidot.

Tagad melnā cauruma atkāpe. Dabiski veidojas, kad lielākās zvaigznes, tās, kurām Saules masa pārsniedz 20 reizes, vardarbīgi sabrūk un eksplodē. Šeit matērijas blīvums ir tik liels, izbēgšanas ātrums pārsniedz gaismas ātrumu. Izdomātajiem ir īpaši sakarsēts matērijas materiāla disks, kas virpuļo ap melnā cauruma notikuma horizontu, kur orbītā var ievilkt pat gaismu.

Šeit mēs iegūstam vienu no dīvainākajām relativitātes blakusparādībām: laika dilatāciju. Iedomājieties pulksteni, kas nokrīt melnā cauruma virzienā, virzoties dziļāk smaguma urbumā. Šķiet, ka tas lēnām tuvojas melnajam caurumam un galu galā sasalst notikuma horizonta malā. Pulksteņa fotoni izstiepsies, un pulksteņa krāsa mainīsies sarkanā krāsā. Galu galā tas izgaist, jo fotoni izstiepti tālāk par to, ko mūsu acis var atklāt.

Ja jūs varētu skatīties uz melno caurumu miljardiem gadu, jūs redzētu visu, ko tas jebkad ir savācis, iestrēdzis uz ārpusi kā mušpapīrs. Jūs varētu norādīt pulksteni, Titāniku, Ranger un USS Cygnus, un teorētiski jūs varētu noteikt katras daļiņas un fotona kvantu stāvokli, kas iekļuva melnajā caurumā. Tā kā viņiem būs jāpaiet bezgalīgi daudz laika, lai pilnībā izzustu, viss ir kārtībā.

Viņu informācija mūžīgi tiek saglabāta uz melnā cauruma virsmas. Viņi visi ir pilnīgi miruši, taču viņu informācija, viņu dārgmetālu un kvantu informācija, ir pilnīgi droša.

Ja jūs varētu atšķetināt melno caurumu, jūs varētu iegūt visu kvantu informāciju, kas apraksta visu, ko melnais caurums jebkad ir patērējis. Un vismazāk tas, kā tas bija vecajos labajos laikos.

Bet 1975. gadā Hokings nometa bumbu. Viņš saprata, ka melnajiem caurumiem ir temperatūra ilgāku laika periodu, tie iztvaikos, līdz nekas vairs neatliks. atbrīvojot viņu masu un enerģiju atpakaļ Visumā. Nepārsteidzoši sauc par Hokinga radiāciju.

Bet šī… ideja radīja paradoksu. Informācija par to, kas iekļuva melnajā caurumā, tiek saglabāta laika paplašināšanās laikā, bet iztvaikojot pati melnā cauruma masa. Galu galā tas pilnībā izzudīs, un kur tad nonāks mūsu informācija? Tāda informācija, kuru nevar iznīcināt ...?

Tas noteikti nav krikets, un neizpratnē ir astronomi. Viņi strādā gadu desmitiem ilgi, lai to atrisinātu. Šeit ir jautra iespēju pakete:
Melnie caurumi vispār neiztvaiko, un Hokings kļūdījās.
Informācija, kas atrodas melnajā caurumā, kaut kā noplūst, kamēr Hokinga starojums izplūst.
Melnais caurums to visu tur līdz pašām beigām, un, tā kā pēdējās divas daļiņas iztvaiko, visa informācija pēkšņi tiek izlaista atpakaļ Visumā.
Tas viss nonāk mazākajos iespējamajos bitos, un nekas netiek zaudēts VAI Informācija tiek saspiesta mikroskopiskā telpā, kas paliek pēc paša melnā cauruma iztvaikošanas.

Un varbūt fiziķi to nekad neizdomās. Hawking nesen ierosināja jaunu ideju, lai atrisinātu melnā cauruma informācijas paradoksu. Viņš ir ierosinājis, ka pastāv veids, kā jauno Hokinga starojumu var iespiest informācija par jaunām matērijām, kas nonāk melnajā caurumā.

Tātad informāciju par visu, kas iekrīt, saglabā izejošais starojums, atdodot to Visumam un atrisinot paradoksu. Tas ir satraukums, jo pats Hokinga starojums nekad nav ticis atklāts. Mums ir gadu desmitiem tālu no tā, lai zinātu, vai tas ir pareizajā virzienā, vai pat ja ir kāds veids, kā atrisināt paradoksu.

Tādās situācijās kā šī, kas mums tiek atgādināts, cik maz mēs zinām par Visumu. Daži mūsu izpratnes par visu šo procesu aspekti ir neskaidri, un, lai tuvotos patiesībai, būs nepieciešams daudz vairāk detektīvu darbu un eksperimentu.

Kādu informāciju vēlētos iznīcināt no Visuma uz visiem laikiem? Pastāstiet mums visus savus noslēpumus komentāros zemāk.