پارادوکس اطلاعات سیاه چاله چیست؟
پارادوکس اطلاعات سیاه چاله قوانینی را که در زمینه درون سیاه چاله هست را تحت پوشش خود قرار می دهد و استیون هاوکینگ این موضوع را به دقت بررسی نموده است و داده های اصلی را در قالب آزمایشاتی فیزیکی ارائه نموده است. برای مطالعه کامل در مورد این موضوع تا انتهای مقاله پارادوکس اطلاعات سیاه چاله با آندرومدا مگ همراه باشید.
جهان اطلاعات خود را واقعاً دوست دارد. نه ایجاد اطلاعات جدید را دوست دارد و نه دوست دارد هیچ یک از اطلاعات موجود خود را از بین ببرد. در واقع، “مانند” بیش از حد ضعیف یک کلمه در این مورد است. تا آنجا که می توانیم بگوییم ، اطلاعات نه ایجاد می شوند و نه از بین می روند: اطلاعات در سراسر جهان به سادگی پابرجا هستند.
مگر در سیاهچاله ها این امر رخ دهد حالا بیایید توضیح دهیم. اول، ما باید تصمیم بگیریم که منظور ما از “اطلاعات” چیست و چرا باید حفظ شود. فیزیک توسط جبر تعیین می شود: ما می توانیم از قوانین فیزیک برای پیش بینی رفتار آینده یک سیستم استفاده کنیم. این نوعی کل نکته فیزیک را در بر می گیرد. اعم از ذره ای که در یک جعبه قرار داشته باشد یا یک واکنش شیمیایی پیچیده یا کل جهان، دانش ما در مورد فیزیک به ما امکان می دهد پیش بینی های محکم و قابل اعتمادی انجام دهیم که دانش ما را از زمان حال به آینده ببرد.
و همین تکنیک به ما اجازه می دهد تا در گذشته جستجو کنیم. اگر بدانیم که همه چیز در مورد یک سیستم باید بدانیم ، پس همان قوانین فیزیکی که به آینده گسترش می یابند به گذشته نیز کشیده می شوند ما می توانیم ساعت را به جلو یا عقب بکشیم، ببینیم که آن سیستم با چه سهولتی رفتار کرده یا رفتار خواهد کرد. این مورد برگشت پذیری است که به ما اجازه می دهد جهشی در حفظ اطلاعات داشته باشیم. اگر من می دانم که هر آنچه در مورد یک سیستم باید بدانیم – موقعیت ها و سرعت تمام ذرات، چرخش ها و بارهای الکتریکی آنها و سایر مواد را در بر میگیرد – آنگاه قوانین فیزیک به من می گوید که چگونه همه آن ذرات در گذشته و آینده رفتار خواهند کرد. بنابراین درباره اطلاعات خام سیستم – هر آنچه که باید درباره آن بدانیم – در طول زمان حفظ می شود. فقط باعث میشود تا اطلاعات مرتب می شود، ولی اطلاعات ایجاد نمیشوند و از بین نمی روند.
حالا یک خداحافظی به سیاهچاله ها بدهکاریم
در نگاه اول به نظر می رسد سیاهچاله ها اطلاعات را به اندازه کافی درون خود نگه میدارند
و مواد بهمراه اطلاعات آنها در سیاهچاله ها می افتد. از دید یک ناظر خارجی (یعنی ما با خیال راحت از دور تماشا می کنیم)، هیچ چیز در سیاه چاله اتفاق نمی افتد فقط روی سطح آن قرار میگیرد (البته کمی پیچیده تر از آن است، اما کافی است تا مسئله فعلی مطرح شده را درک کنید). این وضعیت معامله ای برای اطلاعات نیست که نه ایجاد شده و نه از بین برود. فقط وقتی سیاهچاله تبخیر می شود یک مشکل کوچک نیز در این امر رخ میدهد. همانطور که استیون هاوکینگ برای اولین بار در دهه 1970 کشف کرد، سیاهچاله ها کاملا سیاه نیستند. آنها فقط کمی ریز و درخشان هستند. علاوه بر این، این اشعه هاوکینگ که به راحتی نامگذاری شده کاملاً حالت گرمایی دارد. این فقط گرمای تصادفی است، درست مثل بدن شما گرما دارد.
این بدان معناست که مقدار و دمای تابش ساطع شده فقط به جرم، چرخش و بار سیاهچاله بستگی دارد. و به هیچ چیز دیگری بستگی ندارد و مهم نیست که چه چیزی را به سیاه چاله بیندازید، از کتاب گرفته تا گربه گرفته تا سفینه فضایی، تابش هاوکینگ سیاهچاله ثابت خواهد ماند. و بسیار خوب نیز هست. اطلاعات سطحی هنوز هم وجود دارد، با توجه به موارد مربوطه فعالیت ها انجام میشود. اما همانطور که سیاهچاله تابش هاوکینگ را تولید می کند، انرژی را از دست می دهد، به این معنی که جرم را از دست می دهد … یعنی در نهایت، همراه با تمام اطلاعاتی که حمل می کرد، ناپدید می شود.
بنابراین اگر اطلاعات با تابش هاوکینگ به بیرون نیفتاد، و سیاهچاله از بین رفت، چه اتفاقی برای همه اطلاعات خواهد افتاد؟ از این رو باید منتظر اتفاقی به نام پارادوکس باشیم و فیزیک جدید از این طریق راهی برای خودش پیدا میکند. ما در مورد پارادوکس اطلاعات سیاهچاله مصوبه ای نداریم، اما این بدین معنا نیست هیچ راه حلی برای این مسئله نداشته باشیم.
به عنوان مثال، ممکن است بعداً اطلاعات مربوطه حفظ شود. اگرچه این جمله ساده به نظر می رسد، تقریباً بازنویسی تمام روش فیزیک های شناخته شده را در بر می گیرد. و سیاهچاله ها تنها مکانهایی هستند که ما با کل این مسئله حفظ اطلاعات به مشکل بر خورده ایم، بنابراین آیا واقعاً ارزش این است که تمام دانش فیزیکی خود را صرفاً برای جایگزینی این یک مورد خاص بازآفرینی کنیم؟ و با این حال، ما مجبور شده ایم همه سبک های فیزیکی را دوباره بنویسیم ، بنابراین به نظر نمی رسد اولین بار باشد و سیاهچاله ها اجسام بسیار جذابی هستند.
یا شاید تابش هاوکینگ تمام آن چیزی نیست که شکسته شده است. شاید به نوعی اطلاعاتی که به سطح سیاهچاله چسبیده اند در نهایت در تابش ساطع شده قرار گیرند. شاید تحلیل اولیه هاوکینگ خیلی ساده بود و با مشاهدات دقیق اشعه ما می توانستیم کتاب ها و گربه ها و سفینه های فضایی را با زحمت بازسازی کنیم. در حالی که این باعث نجات همه فیزیک شناخته شده می شود، اما هیچ کس نتوانسته است یک روش رضایت بخش برای واقعی پیدا کند ولی حتما این اتفاق رخ میدهد. شاید اطلاعات در سطح باقی نمانند، اما در عوض همانند نوعی تکه باقی می مانند درست همانطور که سیاهچاله پایان می یابد و تبخیر می شود. به نظر دوست داشتنی است، اما باز هم، ما تقریباً هیچ تصوری از چگونگی عملکرد واقعی این ایده نداریم. یا شاید این چیزی حتی وحشتناک تر باشد، مانند اینکه اطلاعات به یک جهان دیگر هدایت می شوند یا به گذشته بازمی گردند. آنچه در مورد این پارادوکس جالب است این است که همه پاسخ های بالقوه منجر به ایجاد فیزیک جدید می شود. مهم نیست، اگر این پارادوکس حل شود ولی ، با یادگیری چیز جدیدی در مورد جهان این کار حتما عملی خواهد شد.