Слышали ли вы, что черные дыры уничтожают любую информацию, которая попадает в них? Почему это такая большая проблема для физики?
В мои дни все было просто. Разрез моей стрелы был совершенно безупречен. Натан Филлион был капитаном Безмятежности весь день, каждый день. ... А черные дыры были черными дырами. Под этим я подразумеваю, что черные дыры сжимают материю и энергию в бесконечно плотную сингулярность и не создают на первый взгляд непреодолимого информационного парадокса. Да, это были хорошие оле-дни.
Но эти дни прошли. Теперь это все 50 оттенков серого с законами физики, изгибающимися под другие законы физики. «Хэштег не мой христианин». Я говорю о информационном парадоксе черной дыры.
Во-первых, давайте поговорим об информации. Когда физики обсуждают информацию, они говорят о конкретном состоянии каждой частицы во Вселенной: масса, положение, вращение, температура, как вы ее называете. Отпечаток пальца, который однозначно идентифицирует каждого из них, и вероятности того, что они собираются делать во Вселенной. Вы можете изменить атомы, раздавить их вместе, но квантовая волновая функция, которая их описывает, всегда должна сохраняться.
Квантовая физика позволяет вам управлять всей вселенной вперед и назад, если вы перевернете все в своей математике: заряд, четность и время. Вот важная часть. Большой мозг говорит нам, что информация должна жить, несмотря ни на что. Думайте об этом как о энергии. Вы не можете уничтожить энергию, все, что вы можете сделать, это преобразовать ее.
Теперь чёрная дыра повторяется. Естественно образуются, когда самые большие звезды, масса которых в 20 раз превышает массу Солнца, сильно разрушаются и взрываются. Здесь плотность вещества настолько высока, что скорость убегания превышает скорость света. У причудливых есть перегретый аккреционный диск вещества, закрученного вокруг горизонта событий черной дыры, где даже свет может быть выведен на орбиту.
Здесь мы получаем один из самых странных побочных эффектов от Относительности: замедление времени. Представьте себе часы, падающие в сторону черной дыры и движущиеся глубже в гравитационный колодец. Казалось бы, он замедляется по мере приближения к черной дыре и в конечном итоге замирает на краю горизонта событий. Фотоны от часов растягивались, а цвет часов - красное смещение. В конце концов, он исчезает, поскольку фотоны растягиваются за пределы того, что могут обнаружить наши глаза.
Если бы вы могли смотреть на черную дыру в течение миллиардов лет, вы бы увидели все, что она когда-либо собирала, прилипшую к внешней стороне, как липучка. Вы можете указать на часы, «Титаник», «Рейнджер» и USS Cygnus, и теоретически вы можете идентифицировать квантовое состояние каждой отдельной частицы и фотона, попавшего в черную дыру. Поскольку для полного исчезновения им потребуется бесконечный промежуток времени, все в порядке.
Их информация навсегда сохранилась на поверхности черной дыры. Все они полностью мертвы, но их информация, их драгоценная ценная квантовая информация, абсолютно безопасна.
Если бы вы могли распутать черную дыру, вы могли бы получить всю квантовую информацию, описывающую все, что черная дыра когда-либо потребляла. И, по крайней мере, так было в старые добрые времена.
Но в 1975 году Хокинг сбросил бомбу. Он понял, что черные дыры имеют температуру, и в течение огромного периода времени они испаряются, пока не останется ничего. выпуская их массу и энергию обратно во Вселенную. Неудивительно, что он известен как излучение Хокинга.
Но эта ... идея создала парадокс. Информация о том, что вошло в черную дыру, сохраняется за счет замедления времени, но сама масса черной дыры испаряется. В конце концов, он полностью исчезнет, и куда же уходит наша информация? Та информация, которую нельзя уничтожить ...?
Это строго не крикет, а астрономы озадаченные. Они работали на протяжении десятилетий, чтобы решить эту проблему. Здесь есть множество интересных вариантов:
Черные дыры вообще не испаряются, и Хокинг ошибался.
Информация внутри черной дыры как-то просачивается обратно, пока излучение Хокинга ускользает.
Черная дыра удерживает все это до самого конца, и когда последние две частицы испаряются, вся информация внезапно высвобождается обратно во Вселенную.
Все идет в самые крошечные возможные биты, и ничего не теряется ИЛИ Информация сжимается в микроскопическое пространство, которое остается после испарения самой черной дыры.
И, возможно, физики никогда не поймут это. Хокинг недавно предложил новую идею для разрешения информационного парадокса черной дыры. Он предположил, что существует способ, которым новое излучение Хокинга может быть запечатлено информацией о новом веществе, падающем в черную дыру.
Таким образом, информация обо всем, что падает, сохраняется исходящим излучением, возвращая его во Вселенную и разрешая парадокс. Это догадка, так как само излучение Хокинга никогда не было обнаружено. Мы на десятилетия не знаем, в правильном ли направлении, или даже если есть способ разрешить парадокс.
В подобных ситуациях нам напоминают, как мало о Вселенной мы действительно понимаем. Некоторый аспект нашего понимания всего этого процесса неясен, и для того, чтобы приблизиться к истине, потребуется гораздо больше детективной работы и экспериментов.
Какую информацию хотели бы уничтожить из Вселенной навсегда? Расскажите нам все свои секреты в комментариях ниже.
Подкаст (аудио): Скачать (Продолжительность: 6:16 - 5,7 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
Подкаст (видео): Скачать (Продолжительность: 6:41 - 79,2 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
