Pernahkah anda mendengar bahawa lubang hitam memusnahkan maklumat yang masuk ke dalamnya? Mengapa ini menjadi masalah besar bagi fizik?
Pada masa saya, semuanya mudah. Potongan jib saya sama sekali tidak boleh dicela. Nathan Fillion adalah kapten Serenity sepanjang hari, setiap hari. ... Dan lubang hitam adalah lubang yang berwarna hitam. Maksud saya, lubang hitam akan memampatkan jirim dan tenaga menjadi satu keunikan yang sangat padat, dan tidak mewujudkan satu paradoks maklumat yang nampaknya tidak dapat diatasi. Ya, itu adalah hari yang baik.
Tetapi hari-hari itu sudah berakhir. Kini semuanya terdiri daripada 50 warna kelabu, dengan undang-undang fizik yang membungkuk di bawah undang-undang fizik yang lain. "Hashtag bukan Kristian saya". Yang saya bicarakan adalah paradoks maklumat lubang hitam.
Pertama, mari kita bincangkan maklumat. Apabila ahli fizik membincangkan maklumat, mereka mengetahui keadaan spesifik setiap zarah di Alam Semesta: jisim, kedudukan, putaran, suhu, anda namakan. Cap jari yang mengenal pasti masing-masing secara unik, dan kebarangkalian untuk apa yang akan mereka lakukan di Alam Semesta. Anda boleh menukar atom, menghancurkannya bersama-sama, tetapi fungsi gelombang kuantum yang menerangkannya mesti selalu dipelihara.
Fizik kuantum membolehkan anda menjalankan seluruh Alam Semesta ke depan dan ke belakang, selagi anda membalikkan semua perkara dalam matematik anda: caj, keseimbangan dan masa. Inilah bahagian penting. Otak besar memberitahu kita bahawa maklumat mesti hidup, tidak kira apa pun. Fikirkanlah seperti tenaga. Anda tidak boleh menghancurkan tenaga, yang boleh anda lakukan ialah mengubahnya.
Sekarang, rekap lubang hitam. Secara semula jadi terbentuk ketika bintang-bintang terbesar, bintang dengan massa Matahari lebih dari 20 kali, runtuh dengan ganas dan meletup. Di sini ketumpatan jirim sangat tinggi, halaju pelepasan melebihi kelajuan cahaya. Yang mewah mempunyai cakera pertambahan panas yang berpusing mengelilingi cakrawala peristiwa lubang hitam, di mana cahaya bahkan dapat ditarik ke orbit.
Di sini, kita mendapat salah satu kesan sampingan yang paling pelik dari Relativity: dilatasi masa. Bayangkan jam jatuh ke arah lubang hitam, bergerak lebih jauh ke dalam perigi graviti. Tampaknya perlahan ketika mendekati lubang hitam, dan akhirnya membeku di pinggir cakrawala acara. Foton dari jam akan terbentang, dan warna jam akan berubah merah. Akhirnya, ia memudar ketika foton terbentang melebihi yang dapat dikesan oleh mata kita.
Sekiranya anda dapat menatap lubang hitam selama berbilion tahun, anda akan melihat semua yang pernah dikumpulkannya, terpaku di luar seperti kertas terbang. Anda dapat menunjukkan jam, Titanic, Ranger, dan USS Cygnus, dan secara teorinya, anda dapat mengenal pasti keadaan kuantum setiap zarah dan foton yang masuk ke dalam lubang hitam. Oleh kerana mereka akan mengambil masa yang tidak terbatas untuk hilang sepenuhnya, semuanya baik-baik saja.
Maklumat mereka disimpan selamanya di permukaan lubang hitam. Mereka semua benar-benar mati, tetapi maklumat mereka, maklumat kuantum berharga mereka, benar-benar selamat.
Sekiranya anda dapat membongkar lubang hitam, anda dapat memperoleh semua maklumat kuantum yang menjelaskan semua lubang hitam yang pernah dimakan. Paling tidak, begitulah keadaannya pada zaman dulu yang baik
Tetapi pada tahun 1975, Hawking menjatuhkan bom. Dia menyedari lubang hitam mempunyai suhu, dalam jangka masa yang panjang, mereka akan menguap sehingga tidak ada yang tersisa. melepaskan jisim dan tenaga mereka kembali ke Alam Semesta. Tidak mengejutkan dikenali sebagai Hawking Radiation.
Tetapi idea ini ... menimbulkan paradoks. Maklumat mengenai apa yang masuk ke dalam lubang hitam disimpan oleh pelebaran masa, tetapi dengan jisim lubang hitam itu tersejat. Akhirnya, ia akan hilang sepenuhnya, dan kemudian, ke mana perginya maklumat kita? Maklumat yang tidak dapat dimusnahkan ...?
Ini sama sekali bukan kriket, dan ahli astronomi bingung. Mereka telah bekerja selama beberapa dekad untuk menyelesaikannya. Terdapat banyak pilihan yang menyeronokkan di sini:
Lubang hitam sama sekali tidak menguap, dan Hawking salah.
Maklumat dalam lubang hitam entah bagaimana bocor keluar semasa radiasi Hawking melarikan diri.
Lubang hitam menahannya hingga akhir, dan ketika dua zarah terakhir menguap, semua maklumat tiba-tiba dilepaskan kembali ke Alam Semesta.
Semuanya masuk ke dalam sekecil mungkin teka-teki dan tidak ada yang hilang ATAU Maklumat itu dimampatkan ke ruang mikroskopik, yang tersisa setelah lubang hitam itu sendiri tersejat.
Dan mungkin, ahli fizik tidak akan mengetahuinya. Hawking baru-baru ini mengemukakan idea baru untuk menyelesaikan paradoks maklumat lubang hitam. Dia telah menyatakan bahawa ada cara agar radiasi Hawking baru dapat dicantumkan oleh maklumat mengenai perkara baru yang jatuh ke dalam lubang hitam.
Oleh itu, maklumat mengenai segala yang jatuh dipelihara oleh sinaran yang keluar, mengembalikannya ke Alam Semesta dan menyelesaikan paradoks. Ini adalah firasat, kerana radiasi Hawking itu sendiri tidak pernah dapat dikesan. Kami puluhan tahun lagi untuk mengetahui apakah ini ke arah yang benar, atau bahkan jika ada cara untuk menyelesaikan paradoks itu.
Dalam situasi seperti ini, kita diingatkan betapa sedikitnya alam semesta yang sangat kita fahami. Beberapa aspek pemahaman kita mengenai keseluruhan proses ini tidak jelas, dan memerlukan lebih banyak kerja detektif dan eksperimen untuk mendekati kebenaran.
Maklumat apa yang ingin dimusnahkan dari Alam Semesta selamanya? Beritahu kami semua rahsia anda dalam komen di bawah.
Podcast (audio): Muat turun (Tempoh: 6:16 - 5.7MB)
Langgan: Podcast Apple | Android | RSS
Podcast (video): Muat turun (Tempoh: 6:41 - 79.2MB)
Langgan: Podcast Apple | Android | RSS
