Nessuno sa dove buchi neri девают informazioni

Se «google», Stephen Hawking sarà tra i più famosi viventi fisici. La sua opera più famosa riguarda informativo paradosso di un buco nero. Se siete interessati fisica, vi è, naturalmente, è noto. Prima di Hawking buchi neri non sono paradossali. Sì, se hai gettato un libro in un buco nero, non sarebbe stato in grado di leggerlo. Perché tutto ciò che attraversa l'orizzonte degli eventi di un buco nero, è già disponibile dall'esterno. L'orizzonte degli eventi — è chiusa la superficie, che non può lasciare dentro anche la luce. Non c'è modo di estrarre informazioni da un buco nero; libri non c'è più. E ' triste, ma non è particolarmente frustrante fisici. Le informazioni da un libro già non rimuovere, ma non c'è nulla di paradossale.

E poi è venuto Stephen Hawking. Nel 1974 ha dimostrato che i buchi neri emettono radiazioni, e questa radiazione non trasferisce le informazioni. È del tutto casuale, ad eccezione di distribuzione delle particelle dipende dall'energia, che è la gamma Cinghia con la temperatura, inversamente proporzionale alla massa del buco nero. Se il buco nero emette particelle, si perde un sacco di si restringe e diventa più caldo. Dopo un intervallo di tempo sufficiente e излучив è sufficiente di particelle, un buco nero scompare, e non sarà in grado di entrare in possesso di informazioni, che si trova in esso. Un buco nero è evaporato, libri dentro non c'è più. Dov'è finita informazioni?

Si può scrollare le spalle e dire: «Allora, andata e di tutti. Ma non perdiamo le informazioni in modo permanente?». No, non perdiamo. Almeno non fondamentale. In pratica, noi perdiamo continuamente informazioni, è vero. Se si bruciano un libro, non sarà in grado di leggere quello che c'era dentro. Tuttavia, dal punto di vista fondamentale, tutte le informazioni, che rappresenta un libro, ancora contiene in fumo e cenere.

Perché le leggi della natura, per quanto riguarda il nostro miglior fisici, è possibile scorrere in avanti e indietro — l'unica condizione di fabbrica corrisponde unico stato finale. Non esistono due originali di stato, che si trovano in una condizione finale. La storia bruciata e-book che sarà completamente diverso al contrario. Se si potesse molto molto delicatamente raccogliere il fumo e la cenere di conseguenza, si potrebbe bruciare un libro al contrario e ripararlo, letteralmente raccolta delle ceneri. Questo è estremamente improbabile processo, ed è improbabile che mai a testimoniare in pratica. Ma, in linea di principio, è possibile.

Non Solo con buchi neri. Da quello che sarebbe un buco nero né si è verificata, non è importante, quando si guarda all'ultima pagina. In definitiva si avrà solo la radiazione termica, che — in onore del suo scopritore — si chiama «radiazione di Hawking». In questo paradosso: il processo di evaporazione di un buco nero non può girare al contrario. È irreversibile. E questo è molto triste fisici, perché pubblicamente dichiara: non si capisce leggi della natura.

La Perdita di informazioni in un buco nero paradossale, perché indica l'incoerenza interna nostre teorie. Quando si «женим» teoria della relatività generale sulle teorie quantistiche di campo del modello standard, e Hawking fatto nei loro calcoli, i risultati non sono compatibili con la teoria quantistica. A livello fondamentale l'interazione con la partecipazione di particelle deve essere reversibile. Ma poiché il processo di evaporazione di un buco nero è irreversibile, Hawking ha dimostrato che due di queste teorie, ahimè, non vanno.

Apparentemente, è una contraddizione, ovviamente, deriva dal fatto che irreversibile l'evaporazione è stato ottenuto senza prendere in considerazione le proprietà quantistiche dello spazio e del tempo. Per questo ci avrebbe bisogno di una teoria quantistica della gravità, di cui ancora non abbiamo. Pertanto, la maggior parte dei fisici credono che la gravita ' quantistica riesce ad paradosso — fino a che semplicemente non sanno come funziona.

La Complessità accuse della gravità quantistica, tuttavia, è che all'orizzonte non succede nulla di interessante è il regno in cui funziona la teoria generale della relatività. Perché la forza di gravità quantistica dovrebbe dipendere dalla curvatura dello spazio-tempo, ma questa curvatura all'orizzonte di un buco nero di nuovo dipende dalla massa del buco nero. Cioè, più un buco nero, tanto meno saranno previsti quantistica effetti gravitazionali all'orizzonte.

Quantistica della gravità effetti saranno visibili solo quando il buco nero raggiungerà la massa di Planck, circa 10 microgrammi. Quando il buco nero si ritira prima di queste dimensioni, le informazioni possono essere liberata grazie della gravità quantistica. Ma a seconda di cosa si è formato un buco nero, a quel punto può rimanere bloccati arbitrariamente grande quantità di informazioni. E quando rimane solo una massa di Planck, di estrarre molte informazioni in presenza di una così piccola energia per la sua decodifica sarà difficile.

Nel corso degli ultimi quaranta anni a risolvere questo enigma provato le menti più brillanti del pianeta. Può sembrare strano che così distante da noi il problema attira così tanta attenzione, ma non fisici per una buona ragione. L'evaporazione dei buchi neri — meglio studiato il caso di interazione della teoria quantistica e la gravità e, quindi, questa potrebbe essere la chiave per la creazione di una corretta teoria della gravità quantistica. La soluzione di questo paradosso può essere svolta e, senza dubbio, porterà ad una ad una nuova comprensione della natura.

Fino ad ora la maggior parte dei tentativi di risolvere la perdita di informazioni in un buco nero rientra in una delle quattro grandi categorie, ognuna con i suoi vantaggi e svantaggi.

1. Informazioni prestoviene rilasciato. Info comincia a trapelare molto tempo prima, come un buco nero raggiunge la massa di planck. Ora questa opzione più popolare. Ma non è ancora chiaro in che modo questa informazione è codificata in emissione e come gira calcoli Hawking.

Il Vantaggio di questa soluzione è la sua compatibilità con quello che sappiamo della termodinamica dei buchi neri. Lo svantaggio è che per questo lavoro sarà inevitabile una sorta di non-località — inquietante l'azione a distanza. Peggio ancora, di recente è stato affermato che se l'informazione è trapelata presto, i buchi neri sono circondati высокоэнергетическим barriera: muro di fuoco (firewall). Se il firewall c'è, vorrà dire che sarà violata e alla base della teoria della relatività generale principio di equivalenza. Non è molto bello.

2. Informazioni conservato o rilasciato più tardi. In questo caso l'informazione rimane in un buco nero, mentre quantistica effetti gravitazionali non saranno forti, quando il buco nero raggiunge la massa di planck. Allora l'informazione si sia mai espressa con il restante energia, o rimarrà per sempre nel suo equilibrio.

Il Vantaggio di questa opzione è che non richiede la modifica della teoria generale della relatività o della teoria quantistica in quei luoghi dove noi non vorremmo. Si rompono esattamente dove devono rompere: quando la curvatura dello spazio-tempo diventa troppo grande. Lo svantaggio consiste nel fatto che tutto questo porta ad un altro paradosso: in condizioni di fondo campo a tempo indeterminato possono apparire di una coppia di buchi neri, cioè costantemente intorno a noi. Teorico di un rinforzo di questo argomento c'è, ma è molto debole.

3. Informazioni distrutto. i Sostenitori di questo approccio semplicemente sono d'accordo con il fatto che l'informazione si perde, cadendo in un buco nero. Ma questa opzione è stata a lungo considerata una grave violazione della legge di conservazione dell'energia e provoca un mucchio di contraddizioni. Negli ultimi anni, tuttavia, sono emerse lacune, indicano la possibilità che la conservazione dell'energia in caso di perdita di informazioni, e l'opzione resuscitato. Anche se non è molto popolare.

Ma come e con la prima opzione, per verificare la possibilità di distruzione di informazioni, è necessario modificare teoria quantistica. Avrai bisogno di questa modifica, che non porterà a un conflitto con altri esperimenti, проверившими e подтвердившими la meccanica quantistica. Ma perché la meccanica quantistica — sperimentalmente più provata la scienza, per fare questo sarà più difficile.

4. Un buco nero non c'è. buco Nero mai non si è formata, e le informazioni non è mai attraversato l'orizzonte. Questa decisione è venuta fuori la prima e si apre ora, ma non ha trovato una vasta gamma di sostenitori. Il vantaggio è che elude i calcoli di Hawking. Lo svantaggio è che richiede grandi differenze in OTO in piccoli modi di curvatura e la sua difficile da combinare con accurati test di gravità.

Ci sono diverse altre soluzioni che non sono ancora entrati in una delle categorie, ma non saremo noi oggi li riguardano. Infatti, non vi è nessuna buona visione su questo tema — probabilmente perché il solo pensiero di sua compilazione immerge in orrore e shock. Letteratura molto. La perdita di informazioni in un buco nero, probabilmente, rimane più discussi paradosso della modernità. E rimarrà tale.

Temperatura di buchi neri, che possiamo osservare oggi, è troppo piccolo per poter prendere il suo. Pertanto, nel prossimo futuro, nessuno sarà in grado di misurare cosa succede con le informazioni che attraversa l'orizzonte. E dopo dieci anni il problema, probabilmente, rimarrà irrisolto.

Hawking ha recentemente celebrato il suo 75 ° anniversario, che è già un risultato notevole. 50 anni fa i medici hanno dichiarato la sua prematuramente morto, ma lui ostinatamente aggrappato alla vita. Il paradosso perdita di informazioni in un buco nero può essere ancora più resistente. Forse sopravviverà a tutti noi.