CO JE PARADOX INFORMACí O ČERNé DíŘE?

Send

Slyšeli jste, že černé díry ničí veškeré informace, které do nich vstupují? Proč je to tak velký problém pro fyziku?

Za mého dne byly věci jednoduché. Řez mého výložníku byl úplně mimo vyčítání. Nathan Fillion byl kapitánem Serenity celý den, každý den. … A černé díry byly díry, které byly černé. Tím myslím, že černé díry stlačí hmotu a energii do nekonečně husté singularity a nevytvoří zdánlivě nepřekonatelný informační paradox. Jo, to byly dobré ole 'dny.

Ale ty dny skončily. Nyní je to všech 50 odstínů šedé, se zákony fyziky ohýbanými podle jiných fyzikálních zákonů. "Hašag, ne můj křesťan". To, o čem mluvím, je paradox informací o černé díře.

Nejprve si povíme informace. Když fyzikové mluví o informacích, jsou o konkrétním stavu každé jednotlivé částice ve vesmíru: hmotnost, poloha, rotace, teplota, pojmenujete je. Otisk prstu, který jedinečně identifikuje každý z nich, a pravděpodobnosti toho, co udělají ve vesmíru. Můžete změnit atomy, rozdrtit je dohromady, ale funkce kvantové vlny, která je popisuje, musí být vždy zachována.

Kvantová fyzika vám umožňuje provozovat celý vesmír vpřed a vzad, pokud změníte všechno ve své matematice: náboj, paritu a čas. Zde je důležitá část. Velké mozky nám říkají, že informace musí žít dál, bez ohledu na to. Přemýšlejte o tom jako o energii. Nemůžete zničit energii, vše, co můžete udělat, je transformovat ji.

Nyní se černá díra rekapituluje. Přirozeně se formoval, když se největší hvězdy, hvězdy s více než 20násobkem hmotnosti Slunce, prudce zhroutily a explodovaly. Zde je hustota hmoty tak vysoká, úniková rychlost přesahuje rychlost světla. Fantastické mají super zahřátý akreční disk hmoty kroužící kolem horizontu události černé díry, kde lze dokonce i světlo přitáhnout na oběžné dráze.

Zde máme jeden z nejpodivnějších vedlejších účinků od Relativity: dilatace času. Představte si hodiny padající směrem k černé díře, pohybující se hlouběji do gravitační studny. Zdálo se, že se zpomaluje, když se přibližuje k černé díře a nakonec zamrzne na okraji horizontu události. Fotony z hodin by se natáhly a barva hodin by se posunula červeně. Nakonec se vytrácí, když se fotony natáhnou za hranice toho, co naše oči mohou detekovat.

Kdybyste se mohli dívat na černou díru po miliardy let, viděli byste všechno, co kdy shromáždili, přilepené na vnější straně jako flypaper. Mohli byste poukázat na hodiny, Titanic, Strážce a USS Cygnus, a teoreticky byste mohli identifikovat kvantový stav každé jednotlivé částice a fotonu, který šel do černé díry. Protože budou trvat nekonečně dlouhou dobu, než úplně zmizí, je vše v pořádku.

Jejich informace jsou navždy uchovány na povrchu černé díry. Všichni jsou úplně mrtví, ale jejich informace, jejich cenné cenné kvantové informace, jsou naprosto bezpečné.

Pokud byste mohli rozmotat černou díru, mohli byste získat všechny kvantové informace popisující vše, co černá díra kdy spotřebovala. A v neposlední řadě to bylo za starých dobrých časů.

Ale v roce 1975 Hawking upustil bombu. Uvědomil si, že černé díry mají teplotu, po dlouhou dobu se vypařují, dokud nezbude nic. uvolňování jejich hmoty a energie zpět do vesmíru. Není divu, že je to Hawkingovo záření.

Ale tento… nápad vytvořil paradox. Informace o tom, co šlo do černé díry, jsou zachovány časovou dilatací, ale samotná hmota černé díry se odpařuje. Nakonec to úplně zmizí a potom, kam jde naše informace? Tyto informace, které nelze zničit…?

To není přísně kriket a zmatení astronomové. Pracují desetiletí na jeho vyřešení. Je zde zábavná hromada možností:
Černé díry se vůbec neodpaří a Hawking se mýlil.
Informace v černé díře jaksi unikají zpět, zatímco Hawkingovo záření uniká.
Černá díra to všechno drží až do samého konce a jak se poslední dvě částice vypařují, najednou se všechny informace uvolní zpět do vesmíru.
Všechno jde do nejmladších možných bitů a nic není ztraceno NEBO Informace jsou komprimovány do mikroskopického prostoru, který zůstane po odpaření samotné černé díry.

A možná, fyzici to nikdy nezjistí. Hawking nedávno navrhl nový nápad, jak vyřešit paradox informací o černé díře. Navrhl, že existuje způsob, jak by nové Hawkingovo záření mohlo být potištěno informacemi o nové hmotě spadající do černé díry.

Takže informace o všem, co vpadne, je zachována odcházejícím zářením, vrácena do vesmíru a vyřešena paradoxem. To je hunch, protože samotné Hawkingovo záření nikdy nebylo detekováno. Jsme desetiletí od toho, abychom věděli, zda je to správným směrem, nebo dokonce, jestli existuje způsob, jak vyřešit paradox.

V takových situacích nám připomínáme, jak málo o vesmíru opravdu rozumíme. Některé aspekty našeho chápání celého tohoto procesu jsou nejasné a přiblížení se pravdě bude vyžadovat mnohem detektivnější práci a experimentování.

Jaké informace byste chtěli navždy zničit z vesmíru? Sdělte nám všechna svá tajemství v komentářích níže.