CO TO JEST PARADOKS INFORMACJI O CZARNEJ DZIURZE?

Send

Czy słyszałeś, że czarne dziury niszczą informacje, które do nich trafiają? Dlaczego jest to tak duży problem dla fizyki?

W moich czasach sprawy były proste. Cięcie mojego wysięgnika było całkowicie bez zarzutu. Nathan Fillion był kapitanem Spokoju przez cały dzień, każdego dnia. … A czarne dziury były czarnymi dziurami. Rozumiem przez to, że czarne dziury kompresowałyby materię i energię w nieskończenie gęstą osobliwość i nie tworzyły pozornie niemożliwego do pokonania paradoksu informacyjnego. Tak, to były dobre dni ole.

Ale te dni minęły. Teraz jest to 50 odcieni szarości, z prawami fizyki zginającymi się pod innymi prawami fizyki. „Hashtag nie mój chrześcijanin”. Mówię o paradoksie informacji o czarnej dziurze.

Najpierw porozmawiajmy o informacjach. Kiedy fizycy mówią informacje, mają na myśli konkretny stan każdej cząstki we Wszechświecie: masę, pozycję, spin, temperaturę, jak to nazywacie. Odcisk palca, który jednoznacznie go identyfikuje, oraz prawdopodobieństwo tego, co zamierzają zrobić we Wszechświecie. Możesz zmieniać atomy, zmiażdżyć je razem, ale funkcja fali kwantowej, która je opisuje, musi zawsze zostać zachowana.

Fizyka kwantowa pozwala poprowadzić cały Wszechświat do przodu i do tyłu, o ile odwrócisz wszystko w swojej matematyce: ładunek, parzystość i czas. Oto ważna część. Wielkie mózgi mówią nam, że informacje muszą żyć, bez względu na wszystko. Pomyśl o tym jak o energii. Nie możesz niszczyć energii, wszystko co możesz zrobić, to ją przekształcić.

Teraz czarna dziura podsumowuje. Powstają naturalnie, gdy największe gwiazdy, o masie ponad 20 razy większej niż Słońce, gwałtownie zapadają się i wybuchają. Tutaj gęstość materii jest tak wysoka, że prędkość ucieczki przekracza prędkość światła. Fantazyjne mają super-nagrzany dysk akrecyjny materii wirujący wokół horyzontu zdarzeń czarnej dziury, gdzie nawet światło może zostać wciągnięte na orbitę.

Tutaj otrzymujemy jeden z najdziwniejszych efektów ubocznych z teorii względności: dylatację czasu. Wyobraź sobie, że zegar spada w kierunku czarnej dziury, poruszając się głębiej w studni grawitacyjnej. Wydawałoby się zwalniać, gdy zbliżał się do czarnej dziury i ostatecznie zamarzł na krawędzi horyzontu zdarzeń. Fotony z zegara rozciągają się, a kolor zegara zmienia się na czerwony. W końcu zanika, gdy fotony rozciągają się poza to, co nasze oczy mogą wykryć.

Gdybyś mógł gapić się na czarną dziurę przez miliardy lat, zobaczyłbyś wszystko, co kiedykolwiek zebrała, przyklejone na zewnątrz jak papier muchowy. Mógłbyś wskazać zegar, Titanica, Łowcę i USS Cygnus, i teoretycznie możesz zidentyfikować stan kwantowy każdej pojedynczej cząstki i fotonu, który trafił do czarnej dziury. Ponieważ zniknięcie zajmie im nieskończenie dużo czasu, wszystko jest w porządku.

Ich informacje są przechowywane na zawsze na powierzchni czarnej dziury. Wszyscy są całkowicie martwi, ale ich informacje, ich cenna cenna informacja kwantowa, są całkowicie bezpieczne.

Jeśli potrafisz rozwikłać czarną dziurę, możesz uzyskać wszystkie informacje kwantowe opisujące wszystko, co czarna dziura kiedykolwiek zużyła. A przynajmniej tak było w dawnych dobrych czasach.

Ale w 1975 roku Hawking zrzucił bombę. Uświadomił sobie, że czarne dziury mają temperaturę, przez długi czas odparowaliby, dopóki nic nie pozostało. uwalniając ich masę i energię z powrotem do Wszechświata. Nic dziwnego, że znane jest jako promieniowanie Hawkinga.

Ale ten… pomysł stworzył paradoks. Informacje o tym, co trafiło do czarnej dziury, są zachowane przez dylatację czasu, ale sama masa czarnej dziury odparowuje. W końcu całkowicie zniknie, a następnie, gdzie trafią nasze informacje? Te informacje, których nie można zniszczyć…?

To nie jest krykiet, a astronomowie są zdziwieni. Od dziesięcioleci pracują nad rozwiązaniem tego problemu. Tutaj jest mnóstwo opcji:
Czarne dziury wcale nie wyparowują, a Hawking się mylił.
Informacje w czarnej dziurze jakoś wyciekają, podczas gdy promieniowanie Hawkinga ucieka.
Czarna dziura utrzymuje to wszystko do samego końca, a gdy dwie ostatnie cząsteczki wyparowują, wszystkie informacje nagle uwalniają się z powrotem do Wszechświata.
Wszystko idzie w najmniejsze możliwe bity i nic nie jest tracone LUB Informacja jest kompresowana do mikroskopijnej przestrzeni, która pozostaje po wyparowaniu samej czarnej dziury.

I może fizycy nigdy tego nie zrozumieją. Hawking niedawno zaproponował nowy pomysł na rozwiązanie paradoksu informacyjnego czarnej dziury. Zasugerował, że istnieje sposób, aby nowe promieniowanie Hawkinga mogło zostać odciskane przez informację o nowej materii wpadającej do czarnej dziury.

Tak więc informacja o wszystkim, co wpadnie, jest zachowywana przez wychodzące promieniowanie, zwracające je do Wszechświata i rozwiązujące paradoks. To przeczucie, ponieważ samo promieniowanie Hawkinga nigdy nie zostało wykryte. Dziesięciolecia dzieli nas od wiedzy, czy jest to właściwy kierunek, a nawet czy istnieje sposób na rozwiązanie paradoksu.

W takich sytuacjach przypomina nam się, jak mało wszechświata tak naprawdę rozumiemy. Niektóre aspekty naszego rozumienia tego całego procesu są niejasne i potrzeba więcej pracy detektywistycznej i eksperymentów, aby zbliżyć się do prawdy.

Jakie informacje chcieliby zostać na zawsze zniszczone z Wszechświata? Opowiedz nam wszystkie swoje sekrety w komentarzach poniżej.