Personne ne sait où sont les trous noirs девают informations

«google», Stephen Hawking sera parmi les plus célèbres, vivant des physiciens. Son œuvre la plus célèbre concerne l'information paradoxe d'un trou noir. Si vous vous intéressez à la physique, c'est vous, bien sûr, on le sait. Avant de Hawking des trous noirs n'ont pas été paradoxales. Oui, si vous avez jeté un livre dans un trou noir, vous n'auriez pas pu le lire. Parce que tout ce qui vous traverse l'horizon des événements du trou noir n'est plus disponible à l'extérieur. L'horizon des événements — c'est une surface fermée, qui ne peut pas quitter l'intérieur même de la lumière. Il n'y a aucun moyen d'extraire des informations à partir d'un trou noir; le livre n'est plus. C'est triste, mais n'est pas particulièrement frustrant pour les physiciens. Des informations à partir d'un livre n'est plus extrait, mais ce n'est rien de paradoxal.

Et puis vint Stephen Hawking. En 1974, il a montré que les trous noirs émettent des rayonnements, et ce rayonnement ne transfère pas les informations. Il est tout à fait par hasard, à l'exception de la distribution des particules en fonction de l'énergie, qui est le spectre de Planck avec la température, inversement proportionnelle à la masse du trou noir. Si le trou noir émet des particules, elle perd de la masse, se contracte et devient chaud. Après un laps de temps suffisant et излучив assez de particules, un trou noir disparaît, et vous ne serez pas en mesure d'obtenir des informations, trouvant en elle. Le trou noir s'évapore, les livres à l'intérieur n'est plus. Où a disparu l'information?

Vous pouvez hausser les épaules et dire: «eh Bien, et le raifort avec elle, a disparu et tout. Est-ce que nous ne perdons pas l'information en permanence?». Non, ne perdons. Au moins de ne pas fondamentalement. Dans la pratique, nous sommes constamment à nous perdons de l'information, c'est vrai. Si vous brûlerez un livre, vous ne serez pas en mesure de lire ce qu'il y avait. Cependant, du point de vue fondamental, toutes les informations représentant un livre, se trouve toujours dans la fumée et la cendre.

Parce que les lois de la nature, à la connaissance de la meilleure à nos physiciens, vous pouvez les faire défiler en avant et en arrière de chaque unique de l'état initial correspond à un unique état final. Il n'arrive pas deux originaux de l'état qui se trouvent dans un état final. L'histoire brûlée votre livre sera complètement différent à l'arrière. Si vous pouviez très très doucement rassembler la fumée et les cendres d'une manière nécessaire, vous pourriez brûler le livre et vice-versa et le restaurer, littéralement le ratissage de ses cendres. Il est extrêmement peu probable un processus, et à peine avez-vous déjà témoigné dans la pratique. Mais, dans le principe, c'est possible.

Pas de trous noirs. À partir de quoi un trou noir ni a évolué, il ne sera plus important quand vous jetez un oeil sur la dernière page. En fin de compte, vous aurez seulement le rayonnement thermique, qui — en l'honneur de son découvreur — appelé «rayonnement de Hawking». Dans ce paradoxe: le processus d'évaporation d'un trou noir ne peut pas tourner à l'envers. Il est irréversible. Et c'est très triste de physiciens, parce que fatal: vous ne comprenez pas les lois de la nature.

La Perte d'information dans le trou noir est paradoxal, parce que l'indique sur l'intérieur de l'incohérence de nos théories. Quand nous «женим» la relativité générale sur les théories quantiques des champs du modèle standard, et Hawking l'a fait dans ses calculs, les résultats ne sont plus compatibles avec la théorie quantique. À un niveau fondamental, chaque interaction avec la participation des particules doit être réversible. Mais parce que le processus d'évaporation d'un trou noir n'est pas réversible, Hawking a montré que ces deux théories, hélas, ne se combinent pas.

Apparemment, c'est une contradiction, évidemment, découle du fait que la disparition irréversible de l'évaporation a été reçu sans prendre en compte les propriétés quantiques de l'espace et du temps. Pour cela, nous avons besoin de la théorie quantique de la gravitation, dont nous n'avons pas. Par conséquent, la plupart des physiciens croient que la gravité quantique résout le paradoxe jusqu'à ce qu'ils ne savent tout simplement pas comment il fonctionne.

La Complexité de l'accusation de la gravitation quantique, cependant, que l'horizon ne se passe rien d'intéressant — c'est un royaume dans lequel fonctionne la théorie générale de la relativité. Parce que la force de la gravité quantique doit dépendre de la courbure de l'espace-temps, mais cette courbure à l'horizon d'un trou noir de retour dépend de la masse du trou noir. C'est plus un trou noir, moins attendus quantique gravitationnelles effets sur l'horizon.

Quantique de la gravité des effets visibles uniquement lorsque le trou noir atteint la masse de Planck, à environ 10 microgrammes. Lorsque le trou noir rétrécit jusqu'à cette taille, l'information peut être libérée grâce à la gravité quantique. Mais en fonction du togo, qui a formé un trou noir, à ce moment-là, peut être pris arbitrairement un grand nombre d'informations. Et lorsqu'il ne reste qu'une masse de Planck, de soutirer autant d'informations-avec si peu d'énergie pour son décodage sera difficile.

Au cours des quarante dernières années à résoudre cette énigme a essayé de le plus les esprits brillants de la planète. Il peut sembler étrange qu'une telle loin d'être un problème attire beaucoup d'attention, mais chez les physiciens, il ya une bonne raison. L'évaporation des trous noirs est le mieux étudié le cas de l'interaction de la théorie quantique et la gravité, et donc peut-être la clé de la création d'une bonne théorie de la gravitation quantique. La solution de ce paradoxe peut être révolutionnaire et, sans doute, conduira qui est fondamentalement une nouvelle compréhension de la nature.

Jusqu'À présent, la plupart des tentatives d'autoriser la perte d'informations dans le trou noir se trouvaient dans l'une des quatre grandes catégories, chacune avec leurs avantages et inconvénients.

1. Informations tôtla particule. Info commence saisons l'ignorent bien avant que le trou noir atteint la masse de planck. Maintenant, cette option est la plus populaire. Mais jusqu'à présent, on ne sait pas comment cette information est codée dans le rayonnement et comme contourne les calculs de Hawking.

L'Avantage de cette solution réside dans sa compatibilité avec ce que nous savons sur la thermodynamique des trous noirs. L'inconvénient est que ce travail sera inévitable une sorte de non-localité — terrible, l'action à distance. Pire encore, récemment, il a été dit que si les informations seront saisons l'ignorent tôt, les trous noirs, entourés de высокоэнергетическим barrière: un mur de feu (firewall). Si le pare-feu existe, cela signifiera qu'il y aura fléchir sous-jacente de la théorie de la relativité générale le principe de l'équivalence. Pas très beau.

2. L'information est stockée soit libéré plus tard.

Dans ce cas, l'information reste dans le trou noir, jusqu'à ce que le quantique de la gravité des effets deviennent forts, quand un trou noir atteint la masse de planck. Ensuite, l'information sera soit libérée avec le reste de l'énergie, ou restera à jamais dans son résidu.

L'Avantage de cette option est qu'il ne nécessite pas de modification de la théorie de la relativité ou la théorie quantique dans les endroits où l'on ne voudrait. Ils se décomposent exactement là où ils doivent se casser: quand la courbure de l'espace-temps devient un peu trop grand. L'inconvénient réside dans le fait que tout cela conduit à un paradoxe: dans un arrière-plan, le champ de l'infini apparaître paire de trous noirs, tout le monde autour de nous. Théorique des renforts cet argument est, mais très слабенькое.

3. L'information est détruite. les Partisans de cette approche, il suffit d'accord avec le fait que l'information est perdue, tombant dans un trou noir. Mais cette option a longtemps été considéré comme une violation de la loi de conservation de l'énergie et conduit à un tas d'incohérences. Au cours des dernières années, cependant, sont apparus les failles, indiquant la possibilité de conservation de l'énergie lors de la perte d'information, et de l'option de ressuscités. Même s'il n'est pas très populaire.

Mais comme avec la première option, pour vérifier la capacité de destruction de l'information, vous avez besoin de modifier la théorie quantique. Besoin d'une telle modification, ce qui ne sera pas en conflit avec d'autres expériences, проверившими et подтвердившими de la mécanique quantique. Mais parce que la mécanique expérimentale la plus éprouvée de la science, ce serait plus difficile.

4. Un trou noir n'est pas. trou Noir ne s'est formée, et l'information n'a jamais traversé l'horizon. Cette solution s'affichera avant et apparaît maintenant, mais n'a pas trouvé un large éventail de partisans. L'avantage est qu'il évite les calculs de Hawking. L'inconvénient est qu'il nécessite d'importants écarts dans la théorie de la relativité générale dans les petites modes de courbure et il est difficile de combiner avec précision des tests de la gravitation.

Il existe plusieurs autres solutions, qui ne sont pas dans une des catégories, mais nous n'allons pas aujourd'hui de les affecter. En effet, il n'est pas un bon examen sur ce sujet, probablement parce que la seule pensée de sa compilation plonge dans l'horreur et le choc. La littérature est beaucoup. La perte d'information dans le trou noir, probablement, reste le plus discuté, le paradoxe de la modernité. Et va le rester.

La Température d'un trou noir, que nous pouvons observer aujourd'hui, trop faible pour nous permettre de le saisir. Par conséquent, dans un avenir prévisible, personne ne sera capable de mesurer ce qui se passe avec l'information qui traverse l'horizon. Et dix ans plus tard, le problème est susceptible de rester en suspens.

Hawking a récemment célébré son 75e anniversaire, qui est déjà un accomplissement remarquable. Il y a 50 ans, les médecins ont annoncé sa mort prématurément, mais il a persévéré s'accrochait à la vie. Le paradoxe de la perte d'information dans le trou noir, peut-être encore plus résistante. Peut-être, il survivra à nous tous.