Hər qara dəlinin ürəyindəki informasiya paradoksu

Bir şey qara dəliyə düşəndə, material nəhayət hara gedir və o və ya onun içərisində olan kvant məlumatları bir daha çıxacaqmı? Einstein'ın ümumi nisbilik nəzəriyyəsinə görə, bu cavablar sadədir: hər hansı bir fiziki şey hadisə üfüqündən keçdikdən sonra, qaytaraqsız şəkildə yox olur. Qara dəlikdə kütlə, elektrik yükü və açar momentum kimi xüsusiyyətlər var. Bunun əvəzinə, bu düşən material sürətlə mərkəzi singulariteye doğru və sonda keçəcək və bir daha qaçmayacaq.

Lakin kainatımız yalnız ümumi nisbilik nəzəriyyəsi ilə deyil, həm də kvant fizikası ilə idarə olunur. Kvant fizikasını ən yaxşı başa düşdüklərimizə görə, nəzərə alınması lazım olan daha çox şey var. Qara dəliklərin yaradılmasında əsas olan xam maddələrin digər kvant xüsusiyyətləri var. Qara dəliklərin baryon nömrəsi, lepton nömrəsi, rəng yükü, spin, lepton ailə nömrəsi, zəif izospin və hiper yük və s. Kainatımızın kvant xüsusiyyətləri səbəbindən qara dəliklər sabit qalmır, əksinə zamanla buxarlanır: prosesin əsas hissəsi olaraq Hawking şüası yayılır.

Qara dəliklər buxarlaşdıqda, onları yaratmaq üçün istifadə olunan məlumatlar nə olur? Məlumat saxlanılırmı? Məhv olubmu? Bu, radiasiyanın yayılmasında kodlaşdırılmışdır? Əgər belədirsə, necə? Bu suallar bəlkə də ən böyük paradoksun mərkəzindədir: qara dəlik informasiya paradoksunun. Burada həm bildiyimiz, həm də hələ öyrənməyimiz lazım olan şeylər var.

İki hissəcik kvant mexaniki mənada qarışıq olduqda, sanki onlar arasında gizli, görünməz bir əlaqə var və cütlüyün bir üzvünün görünən təsadüfi xüsusiyyətinin digər üzvün xüsusiyyətlərini ölçməklə təsadüfi təxmindən daha yaxşı bilinə bilər. Gördüklərimizə görə, birləşmə bir anda baş verir, baxmayaraq ki, cütlükdəki bir üzvdən digərinə heç bir məlumat verilmir.

Fizikçi məlumat haqqında danışarkən, onlar mütləq məlumat kimi düşündiyimiz şeyi nəzərdə tutmurlar: hərflər, rəqəmlər, simvollar və ya 0 və ya 1 kimi bitlərlə kodlana bilən hər hansı bir şey. Bu, ənənəvi olaraq tez-tez fiziki sisteminizin xüsusiyyətlərini tam təyin etmək üçün cavab verməli olan bəli / yox suallarının sayı kimi təsvir olunur, baxmayaraq ki, hətta bu təsvirin məhdudiyyətləri var. Bunlar hamısı, şübhəsiz ki, informasiyanın nümunələridir, lakin bu nümunələr mövcud olan müxtəlif informasiya növlərini əhatə etmir. Məlumatlar aşağıdakılar da ola bilər:

Sonuncu çətinlikdir, çünki entropiya təbii olaraq termodinamik miqdar çox vaxt yanlış başa düşülür. Çox vaxt "entropiyada bir sistem üçün bir qayda pozuntu" və ya "entropiyada hər zaman bir sistem üçün bir artım var" kimi ifadələr eşidirsiniz və bu şeylər _ kimi_ doğru olsa da, çox düzəlişli yüksək entropiyalı sistemlər qurmaq və xarici bir enerji mənbəsinin daxil olması ilə bir sistemin entropiyasını azaltmaq mümkündür.