Ste že slišali, da črne luknje uničujejo kakršne koli informacije, ki gredo v njih? Zakaj je to tako velik problem fizike?
V mojem dnevu so bile stvari preproste. Odsek mojega potiska je bil povsem preseneti. Nathan Fillion je bil ves dan kapitan Serenityja. … In črne luknje so bile luknje, ki so bile črne. S tem mislim, da bi črne luknje stisnile snov in energijo v neskončno gosto singularnost in ne bi ustvarile na videz nepremostljivega paradoksa informacij. Ja, to so bili dobri olovi dnevi.
Toda teh dni je konec. Zdaj je vseh 50 odtenkov sive, zakoni fizike pa se upogibajo po drugih zakonih fizike. "Hashtag ni moj kristjan". Govorim o paradoksu informacij o črni luknji.
Najprej pogovorimo podatke. Ko fiziki govorijo informacije, govorijo o posebnem stanju vsakega posameznega delca v vesolju: masa, položaj, vrtenje, temperatura, poimenujete ga. Prstni odtis, ki enotno identificira vsakega, in verjetnosti, kaj bodo počeli v vesolju. Lahko spremenite atome, jih zdrobite, toda kvantna valovna funkcija, ki jih opisuje, mora biti vedno ohranjena.
Kvantna fizika vam omogoča vodenje celotnega Vesolja naprej in nazaj, dokler obrnete vse, kar ste v matematiki: naboj, parnost in čas. Tukaj je pomemben del. Veliki možgani nam sporočajo, da morajo informacije živeti naprej, ne glede na vse. Mislite na to kot na energijo. Ne morete uničiti energije, vse kar lahko storite je, da jo spremenite.
Zdaj pa črna luknja povzame. Seveda nastane, ko se največje zvezde, tiste z več kot 20-kratno maso Sonca, silovito zrušijo in eksplodirajo. Tu je gostota snovi tako velika, hitrost pobega presega svetlobno hitrost. Ljubitelji imajo super segreto ploščico za kopičenje snovi, ki se vrti okoli obzorja dogodkov črne luknje, kamor lahko v orbito potegne celo svetlobo.
Tukaj dobimo enega najčudnejših stranskih učinkov iz Relativnosti: časovno širjenje. Predstavljajte si uro, ki pade proti črni luknji in se pomika globlje v gravitacijski vodnjak. Zdi se, da se počasi približuje črni luknji in se na koncu zmrzne na robu obzorja dogodkov. Fotoni iz ure bi se raztezali, barva ure pa bi rdeče premikala. Sčasoma zbledi, ko se fotoni raztezajo preko tistega, kar lahko zaznajo naše oči.
Če bi lahko buljili v črno luknjo več milijard let, bi videli vse, kar se je kdajkoli nabralo, nalepljeno na zunaj, kot muhe. Lahko bi opozorili na uro, Titanik, Ranger in USS Cygnus ter teoretično lahko prepoznali kvantno stanje vsakega posameznega delca in fotona, ki je zašel v črno luknjo. Ker si bodo vzeli nešteto časa, da bodo popolnoma izginili, je vse v redu.
Njihovi podatki so za vedno ohranjeni na površini črne luknje. Vsi so popolnoma mrtvi, toda njihove informacije, njihove dragocene kvantne informacije, so popolnoma varne.
Če bi lahko razvozlali črno luknjo, bi sploh lahko dobili kvantne informacije, ki opisujejo vse, kar je črna luknja kdajkoli zaužila. In najmanj, tako je bilo v dobrih starih časih.
Toda leta 1975 je Hawking odvrgel bombo. Zavedel se je, da imajo črne luknje temperaturo, v daljšem časovnem obdobju bodo izhlapevale, dokler ne ostane nič. sproščajo svojo maso in energijo nazaj v vesolje. Presenetljivo znan kot Hawkingova sevanja.
Toda ta ... ideja je ustvarila paradoks. Podatki o tem, kaj je šlo v črno luknjo, se ohranijo s časovno dilatacijo, vendar s tem, da sama masa črne luknje izhlapi. Sčasoma bo popolnoma izginil in potem, kam gredo naše informacije? Tisti podatki, ki jih ni mogoče uničiti ...?
To strogo niso kriket in zmedeni astronomi. Delali so desetletja, da bi to rešili. Tukaj je zabaven kup možnosti:
Črne luknje sploh ne izhlapijo in Hawking se je motil.
Podatki znotraj črne luknje nekako iztekajo, medtem ko Hawkingova sevanja uhajajo.
Črna luknja drži vse do samega konca, in ko zadnja dva delca izhlapita, se vse informacije nenadoma sprostijo nazaj v vesolje.
Vse sega v najmanjše možne bite in nič ne izgubi ALI Informacije se stisnejo v mikroskopski prostor, ki ostane po izhlapevanju same črne luknje.
In morda ga fiziki nikoli ne bodo ugotovili. Pred kratkim je Hawking predlagal novo idejo za rešitev paradoksa informacij o črni luknji. Predlagal je, da obstaja način, da bi novo sevanje Hawkinga odtisnili informacije o novi snovi, ki pade v črno luknjo.
Podatke o vsem, kar sodi, ohrani izhajajoče sevanje, ki ga vrne v Vesolje in razreši paradoks. To je predznanje, saj Hawkingovega sevanja nikoli ni bilo zaznano. Desetletja nismo vedeli, ali gre v pravi smeri ali če obstaja paradoks.
V takšnih situacijah smo spomnili, kako malo v vesolju resnično razumemo. Nekateri vidik našega razumevanja tega celotnega procesa je nejasen, zato bo potrebno veliko več detektivskega dela in eksperimentiranja, da se približamo resnici.
Katere podatke bi želeli za vedno uničiti iz vesolja? Povejte nam vse svoje skrivnosti v spodnjih komentarjih.
Podcast (zvok): Prenos (Trajanje: 6:16 - 5.7MB)
Naročite se: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Prenos (trajanje: 6:41 - 79.2 MB)
Naročite se: Apple Podcasts | Android | RSS
