Tri čísla.

Len tri čísla – to je všetko, čo potrebujete na úplný a 100% jednoznačný opis čiernej diery vo všeobecnej teórii relativity. Ak vám poviem hmotnosť, elektrický náboj a spin (t. j. moment hybnosti) čiernej diery, skončili sme. To je všetko, čo o ňom budeme vedieť a všetko, čo potrebujeme, aby sme opísali jeho vlastnosti.

Tieto tri čísla nám umožňujú vypočítať všetko o tom, ako čierna diera interaguje so svojím prostredím, ako na ňu budú reagovať objekty okolo nej a ako sa čierna diera bude v budúcnosti vyvíjať.

Napriek všetkým svojim prudkým gravitačným schopnostiam a ich bezbožnej mimozemskej povahe sú čierne diery prekvapivo jednoduché. Keby som vám dal dve čierne diery s presne rovnakou hmotnosťou, nábojom a rotáciou, nerozoznali by ste ich. Ak zmeníte miesto bez toho, aby ste sa pozreli, nebudete vedieť, že som to urobil.

Znamená to tiež, že keď vidíte úplne vytvorenú čiernu dieru, nemáte potuchy, prečo vznikla. Akákoľvek kombinácia kompaktnej hmoty v dostatočne malom objeme to zvládne. Mohlo by to byť superhusté jadro umierajúcej hviezdy. Bol by to veľmi hustý vrh rozkošných mačiek, ktoré boli rozdrvené do zabudnutia.

Pokiaľ sú hmotnosť, náboj a rotácia rovnaké, história je irelevantná. Neexistujú žiadne informácie o pôvodnom materiáli, ktorý vytvoril čiernu dieru. Alebo je to?

Založenie charty

„Informácia“ je mierne zaťažený pojem; Môžu mať rôzne definície v závislosti od toho, koho sa pýtate a v akej nálade sú. Vo fyzike pojem informácie úzko súvisí s naším chápaním toho, ako sa vyvíjajú fyzikálne systémy a ako konštruujeme naše teórie vo fyzike.

Radi si myslíme, že fyzika je relatívne užitočný model na pochopenie vesmíru, v ktorom žijeme. Jednou z výhod fyziky je jej schopnosť predpovedať. Ak vám dám zoznam všetkých informácií o systéme, mal by som byť schopný aplikovať zákony a fyzikálne teórie, aby som vám povedal, ako sa tento systém bude vyvíjať. A platí to aj naopak. Ak vám teraz poviem stav systému, môžete spustiť všetky výpočty, aby ste videli, ako sa systém dostal do súčasného stavu.

Tieto dva pojmy sú známe ako nevyhnutnosť (Viem predpovedať budúcnosť) a odraz (Viem čítať minulosť) A je to do značnej miery základné jadro fyziky. Ak by naše fyzikálne teórie nemali tieto vlastnosti, nemohli by sme urobiť veľa práce.

Tieto dva pojmy platia aj pre kvantovú mechaniku. Áno, kvantová mechanika kladie prísne limity na to, čo môžeme o vesmíre merať, ale to neznamená, že všetky stávky sú neplatné. Namiesto toho môžeme jednoducho nahradiť dobre definovaný klasický stav fuzzy kvantovým stavom a pokračovať v našich životoch; Kvantový stav sa vyvíja podľa Schrödingerovej rovnice, ktorá podporuje determinizmus aj reverzibilitu, takže sme všetci dobrí.

Pri napaľovaní knihy sa informácie nestratia; Je to len zmes.

Tento dvojitý úder determinizmu a reverzibility znamená, že z hľadiska fyziky musia byť informácie počas akéhokoľvek procesu zachované. Nedá sa vytvoriť ani zničiť – Ak informácie pridávame alebo odstraňujeme jednotlivo, nebudeme schopní predpovedať budúcnosť ani čítať minulosť. Akákoľvek strata alebo zisk znamená, že budú chýbať informácie alebo informácie navyše, takže celá fyzika zapadne prachom.

Existuje veľa procesov, ktoré Objaví sa Aby sme zničili informácie, ale to len preto, že ich nesledujeme dostatočne pozorne. Vezmime si napríklad spálenie knihy. Ak vám dám hromadu popola, bude sa to zdať nezvratné: knihu nemôžete dať dokopy. Ale ak máte k dispozícii dostatočne výkonný mikroskop (a veľa trpezlivosti) a musíte ma sledovať, ako kniha horí, môžete – aspoň v princípe, čo je dosť dobré – sledovať a sledovať pohyb každej molekuly v procese. Potom môžete obrátiť všetky tieto pohyby a všetky tieto interakcie a znovu zostaviť knihu. Pri napaľovaní knihy sa informácie nestratia; Je to len zmes.

V klasickom, tradičnom pohľade na čierne diery nie je všetka táto práca súvisiaca s informáciami vôbec problémom. Informácie, ktoré boli použité na vytvorenie čiernej diery, sú jednoducho zakryté ďaleko za horizontom udalostí – jednosmerná hranica na povrchu čiernej diery, vďaka ktorej je taká jedinečná. Keď tam budú, informácie v tomto vesmíre už nikdy neuvidíme. Či už čierna diera vznikla z umierajúcich hviezd alebo stlačených mačiek, to sa nestane prakticky problém. Informácie nemusia byť zničené, ale sú trvalo skryté pred zvedavými očami.