Вы, наверное, думаете, что для того, чтобы вырваться из-под притяжения нашей Земли, нужно много энергии.
Но гравитация нашей планеты — ничто по сравнению со многими другими объектами Вселенной.
Даже такие вещи, как Солнце, целая галактика или нейтронная звезда, меркнут по сравнению с небольшой компактной областью космоса, наполненной таким большим количеством материи и энергии, что вам придется путешествовать быстрее света, чтобы избежать гравитации.
Это черная дыра — область, где гравитация настолько сильна, что ничто, даже свет, не может покинуть ее.
Черная дыра, которая обычно появляется после коллапса сверхмассивного ядра звезды, неизбежно коллапсирует в сингулярность, условия которой не выдерживает никакая материя, включая элементарные частицы.
Несколько пространственных измерений схлопываются в точку или кольцо, и известные законы физики перестают действовать.
Проблема с черными дырами связана с попадающей в них информацией.
По нашим представлениям, во Вселенной существуют особые свойства материи и энергии, содержащие информацию.
Частица, такая как протон или электрон, обладает не только массой, электрическим зарядом и спином, но и квантовыми свойствами — барионным числом, лептонным числом, слабым гиперзарядом, цветовым зарядом и квантовой запутанностью, которая связывает частицы вместе.
Если создать черную дыру из кучи частиц (обычно на это уходит 10 58 частицы), и каждая будет иметь свои особые свойства - причем это могут быть не только протоны и электроны, но и нейтроны, фотоны, нейтрино, антинейтрино, позитроны и другие - тогда их информация должна каким-то осмысленным образом попасть в черный цвет дыра .
Но черные дыры ничего этого не помнят. По-видимому, они описываются только массой (определяемой общим количеством поглощенной ими массы и энергии), электрическим зарядом и угловым моментом (описывающим их спин).
Так куда же уходит вся информация? Черная дыра, возникшая в результате коллапса обычной звезды, в принципе должна иметь закодированную внутри нее совсем другую информацию, чем дыра, возникающая из звезды, состоящей из антивещества – и все же эта информация оказывается не закодированной в черной дыре.
дыра! Если взять две одинаковые черные дыры, добавить в одну кучу нейтронов, а в другую равную смесь протонов и электронов, чтобы их массы были равны, то они имели бы разные свойства, так как должны были бы содержать разные барионы и электроны.
лептонные числа.
Но известно, что разницы между ними не будет. Отличить их будет невозможно.
Можно подумать, что спасение содержит в себе горизонт событий, поскольку эта граница, за которую не может выйти свет, кажется «замороженной» в том смысле, что все, что попадает на нее, навсегда останется в виде закодированной информации на поверхности.
Это свойство было обнаружено в 1939 году.
Но в 1974 году Стивен Хокинг показал, что это не так.
В течение длительных периодов времени квантовая природа Вселенной и тот факт, что флуктуации частиц и античастиц происходят в искривленном пространстве горизонта событий, означают, что черные дыры будут излучать как полностью черное тело, что в конечном итоге приведет к их испарению.
И это большая проблема современной физики, поскольку квантовая информация, попадающая в черную дыру, должна сохраняться согласно фундаментальным законам.
Но то, что исходит из черной дыры — излучение черного тела — не содержит никакой информации! Вот вам и парадокс.
Как это решить? Физики полагают, что существует некий неизвестный нам метод (возможно, требующий создания квантовой теории гравитации), который тем не менее кодирует «замороженную» на горизонте событий информацию в исходящее излучение.
Но кодирует ли он? И если да, то как? Никто не знает. Недавнее заявление Стивена Хокинга стало небольшим шагом к ответу на этот вопрос и, скорее всего, тупиковой ветвью развития идеи – как и большинства гипотетических идей в этой области.
Как только возникает противоречие между предсказаниями теорий:
- что есть свойства, которые необходимо сохранить
- и что конечное состояние системы содержит другие значения этих свойств по сравнению с начальным состоянием
Этот парадокс проблематичен, поскольку он говорит о том, что наше нынешнее понимание чего-либо является неполным.
Существует ли новый закон физики? Есть ли новое применение известных законов, которое мы пропустили? Или эти свойства до сих пор не сохранились? Закодирована ли информация в конечном состоянии? Прояснит ли квантовая гравитация этот вопрос? Мы надеемся получить ответы на эти вопросы.
Между тем, наличие парадокса означает, что у нас есть проблема, а значит, нам есть чему поучиться.
И для всех, кто интересуется научными истинами о Вселенной, это доказательство того, что нам еще многое предстоит понять.
Теги: #Популярная наука #информация #информация #черные дыры #парадокс #вселенная
-
Проект К28А Или Велосипед Нового Поколения
19 Oct, 24 -
Javascript: Визуальное Событие
19 Oct, 24
