Тайните на космоса-информационните парадокси
2 mths


Много закони на физиката и в космоса са обратими. Наскоро група химици провели експеримент, който всеки може да повтори в собствената си кухня – да сварете яйце. В резултат на кипенето протеиновите молекули се усукват и, изглежда, не могат да се върнат в първоначалното си състояние.

Такова елегантно преживяване демонстрира обратимостта на физическите процеси, които могат да протичат и в двете посоки. Те са в основата на законите на физиката, които отразяват симетрията на пространство-времето и причинно-следствената връзка. Разбира се, това може да се направи в прости системи и не е толкова лесно да се възпроизведе в сложни, но по принцип е осъществимо. Има обаче и изключения – това са черни дупки, които се получават в резултат от колапса на масивни звезди.

В затвореното пространство-време, чудовищната гравитация разбива обектите, попадащи в нея, на елементарни частици. Невъзможно е да се излезе от нея веднага след преминаване на хоризонта на събитията, следователно обектът не може да бъде възстановен. Ето защо се предполага, че черните дупки не могат да съхраняват информация.

Тайните на космоса-информационните парадокси

Такава необратимост е описана за първи път

от физика Дейвид Финкелщайн през 1958 г. и е наречена информационен парадокс. Тя показва, че физическите процеси могат да бъдат необратими. Едва сега възникна разбирането, че въпреки външното противоречие, черните дупки са обратими, в резултат на което този информационен парадокс е разрешен.

Не всички са съгласни с решението на този парадокс, дори според поддръжниците на тази работа. В най-добрия случай отправната точка за този подход е обяснението на физиката на черните дупки. Въпросът е, че все още няма обединение на теорията на относителността и квантовата механика. По този начин физиката на черните дупки се описват от общата теория на относителността и досега ефектите на квантовата механика не са взети предвид в нея.

За първи път през 70-те години на миналия век С. Хокинг прави опит да обясни квантово-механичните явления, възникващи на границата на черните дупки. Той казва, че черните дупки излъчват и следователно се свиват и изпаряват, превръщайки ентропията си в нула.

Този процес на излъчване се дължи на факта, че поради градиента на кривината на пространството на границата на черната дупка, виртуалните частици, присъстващи във вакуума, получават енергия и се превръщат в реални. Те се раждат по двойки.

В този случай една частица, получаваща енергия,

може да напусне черната дупка, а втората ще остане в нея. Но освобождаването на енергия не носи никаква информация, за това какво е попаднало в черната дупка. Изходящата радиация влошава прогнозата чрез намаляване на ентропията и в крайна сметка се отървава от нея.

Тайните на космоса-информационните парадокси

Ключов подход е разработен от Пейдж и Матура, базиран на мистериозното квантово заплитане, което е специален вид корелация между частиците, и които дори не са свързани една с друга чрез никакви влияния. Повечето от частиците, които влизат в черната дупка, се заплитат с частици, които остават извън черната дупка, и тези връзки се поддържат. В същото време тези връзки не могат да се прехвърлят директно към излъчването на С. Хокинг.

Установено е, че капацитетът на едно пространство се мащабира с площта, а не с обема, който заема, и въпреки че изглежда триизмерно, въздействието му е двуизмерно. Това илюзорно качество става важно в черна дупка.

В резултат на това възниква холографският принцип,

според който поне едно от измеренията не е фундаментално, а служи като производно и следва от квантовата механика. 

Благодарение на холографския принцип всичко триизмерно може да бъде сведено до двуизмерна повърхност, върху която се записва информация, съответстваща на двуизмерна холограма.

Според теорията за холографската Вселена, възприеманият от нас триизмерен свят може да бъде проекция на двуизмерната повърхност на друга Вселена, която съдържа други закони и квантови явления.

Физиката на черните дупки потвърждава холографския принцип и доказва, че информационното съдържание на даден регион от пространството се определя не от неговия обем, а от площта, която ограничава повърхността му. Може би това ще послужи като ключ към изграждането на по-задълбочена и всеобхватна теория.

Тайните на космоса-информационните парадокси

Друг подход показва, че черната дупка

натрупва такова огромно количество сложна пространствено-времева геометрия, която приема екзотични форми както вътре, така и извън черната дупка. Странните обекти като червеевите дупки, са своеобразни коридори, които свързват вътрешността на черната дупка с външния свят, както и с други черни дупки.

Матур, заедно с другите изследователи, твърдят, че е необходимо да се въведе принципът на нелокалността в теорията. Според този ефект възникват своеобразни скокове в пространството, поради което се извлича информация от черната дупка. Въпреки че физиците са съгласни, че нелокалността трябва да се вземе предвид, специфичният тип нелокалност се счита от скептиците за неправдоподобен.

Раджу предположил, че гравитацията има дълга опашка на действащата сила, която допринася за освобождаването на информацията. Освен това електромагнитните, гравитационните и други полета извън черната дупка носят отпечатъци, които попадат в нея.

Тайните на космоса-информационните парадокси

През последните години Леонард Съскинд от Станфорд открил,

че черните дупки са кипящи, хаотични системи, дебнещи зад изкривяването на пространството. Разбира се, създаването на черните дупки в момента е невъзможно, но експериментаторите се надяват да получат знания за тях въз основа на компютърните симулации, както и чрез наблюдение на хаотичната динамика в различните среди, постигайки обратимостта на изследваните процеси.

Някои теоретици смятат, че знанието за черните дупки може да се пренесе в цялата вселена като цяло. Физиката на черните дупки вече е довела до концепцията за паралелната холографска вселена и тъй като нашата вселена се разширява бързо, тя вероятно има едностранна повърхност, съответстваща на хоризонта на събитията на черната дупка. Това дава надежда, че изследването на черните дупки ще разкрие тайните на космоса.

Благодарим Ви, че прочетохте тази статия. Просвещението няма за цел да промени вашата гледна точка. Дали ще повярвате на тази статия или не, това е ваш избор! Не забравяйте да ни последвате в социалните мрежи!

Просвещението ©

Внимание! Всяко пълно или частично копиране на материали на Просвещението без писмено разрешение и директен линк към оригиналната публикация на Просвещението, включително от други електронни ресурси, ще се смята за грубо нарушение на Закона за защита на интелектуалната собственост на Република България. Просвещението си запазва правото да реагира на подобни нарушения включително по съдебен ред.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *