ČO JE TO PARADOX INFORMáCIí O ČIERNYCH DIERACH?

Send

Počuli ste, že čierne diery ničia všetky informácie, ktoré sa do nich dostávajú? Prečo je to taký veľký problém pre fyziku?

V mojej dobe boli veci jednoduché. Rez môjho výložníka bol úplne mimo výčitky. Nathan Fillion bol kapitánom Serenity celý deň, každý deň. ... A čierne diery boli čierne diery. Myslím tým, že čierne diery stlačia hmotu a energiu do nekonečne hustej jedinečnosti a nevytvoria zdanlivo neprekonateľný informačný paradox. Áno, boli to dobré ole dni.

Ale tie dni sú preč. Teraz je to všetkých 50 odtieňov šedej so zákonmi fyziky ohýbanými podľa iných fyzikálnych zákonov. „Hashtag nie môj kresťan“. Hovorím o paradoxe informácií o čiernych dierach.

Najprv si povedzme informácie. Keď fyzici hovoria o informáciách, sú o konkrétnom stave každej jednotlivej častice vo vesmíre: hmotnosti, polohy, rotácie, teploty, pomenujete ju. Odtlačok prsta, ktorý jedinečne identifikuje každý z nich, a pravdepodobnosti toho, čo urobia vo vesmíre. Atómy môžete meniť, drviť ich spolu, ale funkcia kvantovej vlny, ktorá ich popisuje, sa musí vždy zachovať.

Kvantová fyzika vám umožňuje spustiť celý vesmír vpred a vzad, pokiaľ zmeníte všetko vo svojej matematike: náboj, paritu a čas. Tu je dôležitá časť. Veľké mozgy nám hovoria, že informácie musia žiť bez ohľadu na to. Premýšľajte o tom ako o energii. Energiu nemôžete zničiť, všetko, čo môžete urobiť, je transformovať ju.

Teraz sa čierna diera rekapituluje. Prirodzene sa vytvorili, keď sa najväčšie hviezdy, tie, ktoré majú viac ako 20-násobok hmotnosti Slnka, prudko zhroutia a explodujú. Tu je hustota hmoty tak vysoká, úniková rýchlosť presahuje rýchlosť svetla. Fantastické majú superohriaty disk, ktorý sa krúti okolo horizontu udalosti čiernej diery, kde na obežnú dráhu môže byť vtiahnuté aj svetlo.

Tu máme jeden z najpodivnejších vedľajších účinkov od Relativity: dilatácia času. Predstavte si, že hodiny padajú smerom k čiernej diere a pohybujú sa hlbšie do ťažiska. Zdá sa, že sa spomalil, keď sa priblížil k čiernej diere a nakoniec zamrzol na okraji horizontu udalosti. Fotóny z hodín by sa natiahli a farba hodín by sa zmenila na červený. Nakoniec mizne, keď sa fotóny natiahli za hranice toho, čo naše oči dokážu zistiť.

Keby ste sa mohli pozerať na čiernu dieru miliardy rokov, videli by ste všetko, čo sa kedy zhromaždilo, prilepené na vonkajšej strane ako leták. Mohli by ste poukázať na hodiny, Titanic, Ranger a USS Cygnus a teoreticky by ste mohli identifikovať kvantový stav každej jednotlivej častice a fotónu, ktorý prešiel do čiernej diery. Keďže im bude trvať nekonečný čas, kým úplne zmiznú, všetko je v poriadku.

Ich informácie sú navždy uchované na povrchu čiernej diery. Všetci sú úplne mŕtvi, ale ich informácie, ich cenné cenné kvantové informácie, sú úplne bezpečné.

Ak by ste mohli rozlúštiť čiernu dieru, mohli by ste získať všetky kvantové informácie opisujúce všetko, čo čierna diera niekedy spotrebovala. A prinajmenšom to tak bolo za starých dobrých čias.

Ale v roku 1975 Hawking zhodil bombový náboj. Uvedomil si, že čierne diery majú teplotu, počas obrovských časov sa vyparovali, až kým nezostalo nič. uvoľňujú svoju masu a energiu späť do vesmíru. Nie je prekvapením, že je to Hawkingovo žiarenie.

Ale tento ... nápad vytvoril paradox. Informácie o tom, čo sa dostalo do čiernej diery, sa zachovávajú dilatáciou času, ale samotná hmota čiernej diery sa odparuje. Nakoniec úplne zmizne a potom, kam smerujú naše informácie? Tieto informácie, ktoré nemožno zničiť ...?

Toto nie je kriket a zmätení astronómovia. Pracujú už desaťročia na jeho vyriešení. Je tu veľa zábavných možností:
Čierne diery sa vôbec neodparujú a Hawking sa mýlil.
Informácie v čiernej diere nejako unikajú späť, zatiaľ čo Hawkingove žiarenie uniká.
Čierna diera to drží všetko dovnútra a keď sa posledné dve častice odparia, všetky informácie sa náhle uvoľnia späť do vesmíru.
Všetko ide do najmladších možných bitov a nič sa nestratí ALEBO Informácie sa komprimujú do mikroskopického priestoru, ktorý zostane po odparení samotnej čiernej diery.

A možno, fyzici to nikdy nezistia. Hawking nedávno navrhol nový nápad na vyriešenie paradoxu informácií o čiernych dierach. Navrhol, že existuje spôsob, ako by nové jadrové žiarenie mohlo byť vtlačené informáciami o novej hmote, ktorá spadne do čiernej diery.

Informácie o všetkom, čo padne, je teda zachované odchádzajúcim žiarením, vrátené do vesmíru a vyriešené paradoxom. Je to hunch, pretože samotné Hawkingove žiarenie nebolo nikdy detekované. Sme desaťročia od toho, aby sme vedeli, či je to správnym smerom, alebo dokonca, či existuje spôsob, ako vyriešiť paradox.

V podobných situáciách nám pripomíname, ako málo o vesmíre skutočne rozumieme. Niektoré aspekty nášho chápania celého tohto procesu nie sú jasné a priblíženie sa k pravde si vyžaduje oveľa detektívnejšiu prácu a experimentovanie.

Aké informácie by ste chceli navždy zničiť z vesmíru? Povedzte nám všetky svoje tajomstvá v poznámkach nižšie.