MIKä ON BLACK HOLE INFORMATION PARADOX?

Send

Oletko kuullut, että mustat aukot tuhoavat kaikki niihin menevät tiedot? Miksi tämä on niin suuri ongelma fysiikalle?

Päivänäni asiat olivat yksinkertaisia. Puomin leikkaus oli täysin moitittamaton. Nathan Fillion oli Serenityn kapteeni koko päivän, joka päivä. … Ja mustia reikiä olivat reikiä, jotka olivat mustia. Tällä tarkoitan, että mustat aukot puristavat aineen ja energian äärettömän tiheään singulaarisuuteen, eivätkä luoneet näennäisesti ylitsepääsemätöntä paradoksia. Jep, nämä olivat hyviä ole-päiviä.

Mutta nuo päivät ovat ohitse. Nyt se on kaikki 50 harmaan sävyä, ja fysiikan lait taipuvat muiden fysiikan lakien nojalla. ”Hashtag ei minun kristittyni”. Mitä puhun on mustan aukon tietoparadoksi.

Ensinnäkin, puhutaanpa tietoja. Kun fyysikot puhuvat tietoa, he keskustelevat jokaisen maailmankaikkeuden hiukkasten erityisestä tilasta: massasta, sijainnista, spinistä, lämpötilasta, sinä nimit sen. Sormenjälki, joka yksilöi yksilöllisesti jokaisen, ja todennäköisyydet sille, mitä he aikovat tehdä universumissa. Voit muuttaa atomeja, murskata ne yhdessä, mutta niitä kuvaava kvanttiaaltofunktio on aina säilytettävä.

Kvantfysiikan avulla voit ajaa koko maailmankaikkeutta eteen- ja taaksepäin, kunhan käännät kaiken matematiikallasi: varauksen, pariteetin ja ajan. Tässä on tärkeä osa. Suuret aivot kertovat meille, että tiedon täytyy elää, riippumatta siitä. Ajattele sitä kuten energiaa. Et voi tuhota energiaa, voit vain muuttaa sen.

Nyt musta aukko on suljettu. Luonnollisesti muodostuu, kun suurimmat tähdet, ne, joiden auringon massa on yli 20-kertainen, romahtavat voimakkaasti ja räjähtävät. Tässä aineen tiheys on niin suuri, poistumisnopeus ylittää valon nopeuden. Kuvitteellisimmissa on ylikuumennettu materiaalin lisääntymislevy, joka pyörii mustan aukon tapahtumahorisontin ympärillä, missä jopa valo voidaan vetää kiertoradalle.

Täällä saamme suhteellisuuden omituisimpia sivuvaikutuksia: ajan dilaatio. Kuvittele kello, joka putoaa kohti mustaa reikää ja siirtyy syvemmälle painovoimakaivoon. Se näyttää hidasta, kun se saapui lähemmäksi mustaa reikää, ja lopulta jäätyi tapahtumahorisontin reunalla. Kellon fotonit venyivät ja kellon väri muuttuisi punaisena. Lopulta se häviää, kun fotonit ojensivat pidemmälle kuin mitä silmämme voivat havaita.

Jos pystyisit tuijottamaan mustaa reikää miljardeja vuosia, näkisit kaiken, mitä se on koskaan kerännyt, juuttuneen ulkopuolelle kuin kärkipaperi. Voisit osoittaa kellon, Titanicin, Rangerin ja USS Cygnuksen, ja teoriassa pystyisit tunnistamaan jokaisen mustassa aukossa menneiden hiukkasten ja fotonien kvanttitilan. Koska heillä on loputtoman ajan kuluessa katoaa kokonaan, kaikki on kunnossa.

Heidän tiedot säilyvät ikuisesti mustan aukon pinnalla. He ovat kaikki täysin kuolleita, mutta heidän informaationsa, heidän arvokas arvokas kvantitietonsa, ovat täysin turvallisia.

Jos pystyisit purkamaan mustan aukon, saisit kaiken kvantitiedon, joka kuvaa kaiken mustan aukon koskaan kuluttaman. Ja vähiten, niin se oli vanhoina hyvinä aikoina.

Mutta vuonna 1975, Hawking pudotti pommin. Hän tajusi, että mustien reikien lämpötila on valtavan ajanjakson ajan, ne haihtuisivat pois, kunnes mitään ei ollut jäljellä. vapauttaen heidän massansa ja energiansa takaisin maailmankaikkeuteen. Yllättämättä tunnetaan nimellä Hawking-säteily.

Mutta tämä… idea loi paradoksin. Tiedot siitä, mitä meni mustaan reikään, säilyvät ajan dilaatiolla, mutta mustan aukon massan haihtuneen. Lopulta se katoaa kokonaan, ja mihin tietomme menevät? Se tieto, jota ei voida tuhota ...?

Tämä ei ehdottomasti ole krikettiä, ja hämmentyneet tähtitieteilijät. He ovat työskennelleet vuosikymmenien ajan ongelman ratkaisemiseksi. Täällä on hauska pino vaihtoehtoja:
Mustat aukot eivät haihdu ollenkaan, ja Hawking oli väärässä.
Tiedot mustasta reiästä vuotavat jotenkin takaisin, kun Hawking-säteily karkaa.
Musta reikä pitää sen kaiken loppuun asti, ja kun kaksi viimeistä hiukkasta haihtuvat, kaikki tiedot vapautetaan yhtäkkiä takaisin maailmankaikkeuteen.
Kaikki menee pienimpiin mahdollisiin bitteihin eikä mitään menetetä TAI Tieto puristetaan mikroskooppiseen tilaan, joka pysyy sen jälkeen, kun musta reikä on haihtunut.

Ja ehkä, fyysikot eivät koskaan selvitä sitä. Hawking ehdotti äskettäin uutta ajatusta mustan aukon tietojen paradoksin ratkaisemiseksi. Hän on ehdottanut, että on olemassa tapa, jolla uusi Hawkingin säteily voidaan painaa tiedolla uudesta aineesta, joka putoaa mustaan reikään.

Joten kaikki kaatumiseen liittyvät tiedot säilyvät lähtevän säteilyn avulla, palauttamalla sen maailmankaikkeuteen ja ratkaiseen paradoksi. Tämä on kiusallista, koska itse Hawkingin säteilyä ei ole koskaan havaittu. Olemme vuosikymmenten päässä tietämättä, onko tämä oikeaan suuntaan vai eikö on olemassa tapa ratkaista paradoksi.

Tämänkaltaisissa tilanteissa muistutetaan, kuinka vähän maailmankaikkeudesta todella ymmärrämme. Jotkut näkökohdat ymmärryksestämme koko prosessista ovat epäselviä, ja lähestyminen totuuteen vie paljon enemmän etsivätyötä ja kokeiluja.

Mitä tietoja haluaisi tuhota maailmankaikkeudesta ikuisesti? Kerro meille kaikki salaisuutesi alla olevissa kommenteissa.