هل سمعت أن الثقوب السوداء تدمر أي معلومات تدخل إليها؟ لماذا هذه مشكلة كبيرة للفيزياء؟
في يومي ، كانت الأمور بسيطة. كان قطع الجيب الخاص بي يتجاوز اللوم. كان ناثان فيليون قائد الصفاء طوال اليوم ، كل يوم. ... والثقوب السوداء كانت ثقوبًا سوداء. أعني بذلك أن الثقوب السوداء ستضغط المادة والطاقة إلى تفرد كثيف بلا حدود ، ولم تخلق مفارقة معلومات لا يمكن التغلب عليها. نعم ، كانت تلك الأيام الأولى.
لكن هذه الأيام انتهت. أصبح الآن 50 لونًا رماديًا ، مع ثني قوانين الفيزياء بموجب قوانين الفيزياء الأخرى. "Hashtag ليس مسيحي". ما أتحدث عنه هو مفارقة معلومات الثقب الأسود.
أولاً ، لنتحدث عن المعلومات. عندما يتحدث الفيزيائيون عن المعلومات ، فإنهم يتحدثون عن الحالة المحددة لكل جسيم في الكون: الكتلة ، الوضع ، الدوران ، درجة الحرارة ، يمكنك تسميتها. بصمة الإصبع التي تحدد كل واحد على حدة ، واحتمالات ما سيفعلونه في الكون. يمكنك تغيير الذرات وسحقها معًا ، ولكن يجب دائمًا الحفاظ على وظيفة الموجة الكمومية التي تصفها.
تسمح لك فيزياء الكم بإدارة الكون كله للأمام والخلف ، طالما أنك تعكس كل شيء في الرياضيات: الشحن والتكافؤ والوقت. إليك الجزء المهم. العقول الكبيرة تخبرنا أن المعلومات يجب أن تعيش عليها ، مهما كانت. فكر في الأمر مثل الطاقة. لا يمكنك تدمير الطاقة ، كل ما يمكنك فعله هو تحويلها.
الآن ، يلخص الثقب الأسود. تتشكل بشكل طبيعي عندما تنهار أكبر النجوم ، التي تحتوي على أكثر من 20 ضعف كتلة الشمس ، بشكل عنيف وتنفجر. هنا كثافة المادة عالية جدا ، سرعة الهروب تتجاوز سرعة الضوء. تحتوي الأجهزة الفاخرة على قرص تراكم عالي التسخين للمادة يدور حول أفق حدث الثقب الأسود ، حيث يمكن سحب الضوء إلى المدار.
هنا ، نحصل على واحدة من أغرب الآثار الجانبية من النسبية: تمدد الوقت. تخيّل ساعة تسقط باتجاه ثقب أسود ، تتحرك أعمق في الجاذبية. يبدو أنه يتباطأ مع اقترابه من الثقب الأسود ، ويتجمد في نهاية المطاف على حافة أفق الحدث. ستمتد الفوتونات من الساعة ، وسيتغير لون الساعة إلى اللون الأحمر. في نهاية المطاف ، يتلاشى عندما امتدت الفوتونات إلى ما وراء ما يمكن لأعيننا اكتشافه.
إذا استطعت التحديق في الثقب الأسود لمليارات السنين ، فسترى كل شيء تم جمعه على الإطلاق ، عالقًا في الخارج مثل صائدة الذباب. يمكنك الإشارة إلى الساعة ، و Titanic ، و Ranger ، و USS Cygnus ، ومن الناحية النظرية ، يمكنك تحديد الحالة الكمية لكل جسيم وفوتون دخل إلى الثقب الأسود. نظرًا لأنهم سيستغرقون وقتًا لا نهائيًا ليختفيوا تمامًا ، فإن كل شيء على ما يرام.
يتم الاحتفاظ بمعلوماتهم إلى الأبد على سطح الثقب الأسود. إنهم جميعًا ماتوا تمامًا ، لكن معلوماتهم ومعلوماتهم الكمومية الثمينة آمنة تمامًا.
إذا تمكنت من كشف ثقب أسود ، يمكنك الحصول على جميع المعلومات الكمية التي تصف كل شيء استهلكه الثقب الأسود. على الأقل ، هكذا كان الحال في الأيام الخوالي.
ولكن في عام 1975 ، أسقط هوكينج قذيفة. أدرك أن الثقوب السوداء لها درجة حرارة ، على مدى فترات زمنية طويلة ، ستتبخر حتى لم يتبق شيء. يطلقون كتلتهم وطاقتهم في الكون. لا يُستغرب من إشعاع هوكينج.
لكن هذه الفكرة خلقت مفارقة. يتم الحفاظ على المعلومات حول ما دخل الثقب الأسود عن طريق تمدد الوقت ، ولكن مع تبخر الكتلة نفسها للثقب الأسود. في النهاية ، ستختفي تمامًا ، ثم ، أين تذهب معلوماتنا؟ تلك المعلومات التي لا يمكن تدميرها ...؟
هذا ليس مجرد لعبة كريكيت ، وحيرة الفلكيين. لقد عملوا لعقود لحلها. هناك مجموعة ممتعة من الخيارات هنا:
لا تتبخر الثقوب السوداء على الإطلاق ، وكان هوكينج على خطأ.
تتسرب المعلومات الموجودة داخل الثقب الأسود بطريقة أو بأخرى أثناء هروب إشعاع هوكينج.
يحافظ الثقب الأسود على كل شيء حتى النهاية ، ومع تبخر الجسيمات الأخيرة ، يتم إطلاق جميع المعلومات فجأة مرة أخرى إلى الكون.
يذهب كل ذلك إلى أصغر أجزاء ممكنة ولا يُفقد أي شيء أو يتم ضغط المعلومات في مساحة مجهرية ، والتي تبقى بعد تبخر الثقب الأسود نفسه.
وربما لن يكتشف الفيزيائيون ذلك أبدًا. اقترح هوكينج مؤخرًا فكرة جديدة لحل مفارقة معلومات الثقب الأسود. وقد اقترح أن هناك طريقة يمكن من خلالها إشعاع إشعاع هوكينج الجديد بمعلومات عن مادة جديدة تقع في الثقب الأسود.
لذلك ، يتم الحفاظ على معلومات كل شيء يقع في الإشعاع الصادر ، وإعادته إلى الكون وحل المفارقة. هذا حدس ، حيث لم يتم الكشف عن إشعاع هوكينج نفسه. نحن على بعد عقود من معرفة ما إذا كان هذا في الاتجاه الصحيح ، أو حتى إذا كانت هناك طريقة لحل التناقض.
في مثل هذه الحالات ، يتم تذكيرنا بالقليل عن الكون الذي نفهمه حقًا. بعض جوانب فهمنا لهذه العملية برمتها غير واضحة ، وسيستغرق الأمر الكثير من العمل البوليسي والتجريب للاقتراب من الحقيقة.
ما هي المعلومات التي تريد تدميرها من الكون إلى الأبد؟ أخبرنا بكل أسرارك في التعليقات أدناه.
بودكاست (صوتي): تنزيل (المدة: 6:16 - 5.7 ميجابايت)
اشترك: ابل بودكاست | أندرويد | RSS
بودكاست (فيديو): تنزيل (المدة: 6:41 - 79.2 ميغابايت)
اشترك: ابل بودكاست | أندرويد | RSS
