Ви чули, що чорні діри знищують будь-яку інформацію, яка потрапляє в них? Чому це така велика проблема для фізики?
У мої дні все було простим. Розріз мого стрибка був зовсім поза докором. Натан Філліон був капітаном Сереніті цілий день, щодня. … І чорні діри були чорними дірками. Маючи на увазі, я маю на увазі, що чорні діри стискають матерію та енергію у нескінченно щільну особливість, і не створюють, здавалося б, непереборного інформаційного парадоксу. Так, це були добрі дні.
Але ці дні закінчилися. Зараз це все 50 відтінків сірого, закони фізики вигинаються згідно з іншими законами фізики. "Хештег не мій християнин". Те, про що я говорю, - це парадокс інформації про чорну діру.
Спочатку давайте поговоримо. Коли фізики розповідають інформацію, вони розповідають про конкретний стан кожної окремої частинки Всесвіту: масу, положення, віджимання, температуру, яку ви називаєте. Відбиток пальців, який однозначно ідентифікує кожного, та ймовірності того, що вони збираються робити у Всесвіті. Ви можете змінювати атоми, роздавлювати їх між собою, але квантово-хвильова функція, яка описує їх, завжди повинна зберігатися.
Квантова фізика дозволяє керувати всім Всесвітом вперед і назад, доки ви перевернете все, що є в математиці: заряд, паритет і час. Ось важлива частина. Великі мізки говорять нам, що інформація повинна жити далі, незважаючи ні на що. Думайте про це як про енергію. Ви не можете знищити енергію, все, що ви можете зробити, це перетворити її.
Тепер чорна діра резюмує. Природно, що утворюється, коли найбільші зірки, ті, що мають більше 20 разів більше маси Сонця, бурхливо розвалюються і вибухають. Тут щільність речовини настільки велика, швидкість втечі перевищує швидкість світла. Фантазії мають надмірно розігрітий накопичувальний диск матерії, що крутиться навколо горизонту подій чорної діри, де на орбіту можна витягнути навіть світло.
Тут ми отримуємо один з найдивніших побічних ефектів від відносності: розширення часу. Уявіть, що годинник падає назустріч чорній дірі, просуваючись глибше в гравітаційну свердловину. Здавалося б, вона повільна, коли наближається до чорної діри, і врешті замерзає на краю горизонту події. Фотони з годинника витягнулися б, а колір годинника змінився б червоним. Врешті-решт вона згасає, коли фотони витягнуті за межі того, що можуть побачити наші очі.
Якби ти міг зазирнути у чорну діру мільярди років, ти побачив би все, що коли-небудь збирало, приклеєне назовні, як листочки. Ви могли вказати на годинник, "Титанік", "Рейнджер" та "Синьйон USS", і теоретично ви могли ідентифікувати квантовий стан кожної окремої частинки та фотона, що потрапив у чорну діру. Оскільки їм знадобиться нескінченний час, щоб повністю зникнути, все добре.
Їх інформація назавжди зберігається на поверхні чорної діри. Всі вони абсолютно мертві, але їх інформація, їх цінна дорогоцінна квантова інформація, абсолютно безпечна.
Якби ви могли розгадати чорну діру, ви могли б отримати взагалі квантову інформацію, що описує все, що чорна діра коли-небудь споживала. І принаймні, так було в старі добрі часи.
Але в 1975 році Хокінг скинув бомбу. Він зрозумів, що чорні діри мають температуру, протягом величезних періодів часу вони випаровуватимуться, поки не залишиться нічого. випускаючи свою масу та енергію назад у Всесвіт. Не дивно відомий як радіація Хокінга.
Але ця… ідея створила парадокс. Інформація про те, що потрапило у чорну діру, зберігається шляхом розширення часу, але із випаровуванням самої маси чорної діри. Врешті-решт вона повністю зникне, і тоді, куди йде наша інформація? Та інформація, яку неможливо знищити ...?
Це суворо не крикет, а спантеличені астрономи. Вони працювали десятиліттями, щоб вирішити це питання. Тут є цікавий вибір варіантів:
Чорні діри взагалі не випаровуються, і Хокінг помилився.
Інформація всередині чорної діри якось витікає, поки радіація Хокінга витікає.
Чорна діра тримає все це до самого кінця, і коли дві останні частинки випаровуються, вся інформація раптово передається назад у Всесвіт.
Це все переходить у найменші можливі шматочки і нічого не втрачається АБО Інформація стискається в мікроскопічний простір, який залишається після випаровування самої чорної діри.
І, можливо, фізики ніколи цього не зрозуміють. Нещодавно Хокінг запропонував нову ідею вирішити парадокс інформації про чорну діру. Він припустив, що існує спосіб, щоб нове випромінювання Хокінга могло бути відбито інформацією про нову речовину, що потрапляє в чорну діру.
Отже, інформація про все, що потрапляє, зберігається випромінюючим випромінюванням, повертаючи його у Всесвіт і вирішуючи парадокс. Це передумова, оскільки самого випромінювання Хокінга ніколи не було виявлено. Ми десятиліття не знаємо, чи це в правильному напрямку, або навіть якщо є спосіб вирішити парадокс.
У таких ситуаціях нам нагадували, як мало ми розуміємо Всесвіт. Деякий аспект нашого розуміння всього цього процесу є незрозумілим, і для наближення до істини знадобиться набагато більше детективних робіт та експериментів.
Яку інформацію хотіли б назавжди знищити зі Всесвіту? Розкажіть нам усі свої секрети в коментарях нижче.
Podcast (аудіо): Завантажити (Тривалість: 6:16 - 5.7MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (відео): Завантажити (Тривалість: 6:41 - 79,2 МБ)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
