Видео

Транскрипт

Црне рупе су најмоћније ствари у универзуму, довољно јаке да раставе читаве звезде у делове величине атома

Како је ово довољно страшно. Имају још више моћи и мрачних страна: могле би да избришу универзум!

[музика]

Укратко о црним рупама

Црна рупа настаје када је необично велика количина енергије концентрисана у малом простору

У њиховом центру гравитација је скоро немогуће јака, и шта год се приближи

се раздељује на основне честице.

Чак ни светлост не може да избегне црне рупе и зато их видимо као сфере таме.

Ако бисте упали у црну рупу, ништа лоше се не би десило док не нисте прешли њену спољну границу: евент хоризонт

Можето ово замислити као пливање у реци која се завршава огромним водопадом.

Док пливате, ток се неприметно убрзава, иако још увек не можете да видите тај водопад.

Можете пливати на безбедно, док, без знања, не пређете тачку без повратка.

Без обзира колко брзо сада пливате, ток ће вас одвући у сигурну смрт.

Ништа не може да избегне црну рупу/водопад када се превише приближи.

Ова граница у потпуности одваја црне рупе од остатка универзума: не можемо да уђемо ако нисмо спремни да се никада не вратимо.

Тако да нема начина да знамо шта се одвија у црним рупама.

Али имамо пар идеја о ономе што се дешава на њиховим крајевима.

Црне рупе губе своју масу преко радијације, као што врућ лонац губи воду преко паре.

То се зове Хокингова радијација.

Црне рупе непрестано губе веома малу количину своје масе,

што је невероватно спор процес.

Црној рупи масе нашег сунца би требало 10.000 милијарди милијарди милијарди милијарди милијарди година

да изгуби 0,0000001% масе.

Ово се дешава непрестано и незаустављиво и како тече, све више се убрзава.

У далекој будућности када је последњна свезда мртва већ трилионима година,

Црне рупе ће постајати све мање и мање док не испаре и нестану остављајући за собом само делиће радијације.

Али ово је проблем, јер у том процесу нестајања црне рупе могу избрисати нешто основно: информацију.

2 - Шта је информација?

Информација није ништа опипљиво. Обично је разумемо као распоред честица. Шта то значи?

Замислите неколико угљеникових атома. Поставите их на одређени начин и добијете угаљ.

Поставите их на други начин, и добијете дијамант.

Атоми су исти, а оно што се мења је иформација. Ако ово још усложимо и додамо још пар атома,

добијемо банану.

Променимо положај атома и добијемо веверицу.

Основни јединице грађе свега у универзуму

су исте и није их брига да ли су део птице, камена или шоље кафе.

Без информације све у универзуму би било исто.

По теорији квантне механике, информација је неуништива.

Може да мења облике,

али не може да се изгуби: на пример,

ако спалите лист папира, добијете пепео.

Тај пепео никада више неће бити папир.

Али ако бисте могли пажљиво да сакупите сваки угљеников атом у пепелу, и измерите тачна својства дима и топлоте,

која зрачи из ватре, онда бисте, у теорији, могли да обновите папир.

Информација папира је и даље у универзуму. Није изгубљена -

само је тешко читати.

Ако бисмо некако могли измерити

сваки атом, честицу и радијацијски талас у универзуму, могли бисте

да видите и пратите све делиће информације које постоје.

Хипотетички, могли бисте да видите целу историју универзума, све до Велког Праска.

А овде нас црне рупе саплићу.

Информација нам каже како су ствари различите и шта је било шта.

Црне рупе чине супротно: узимају различите ствари и претвају у једно.

Уништавају информацију.

Ово ствара информациони парадокс, а то је озбиљан проблем.

Информациони парадокс

За све наше законе физике, основно је да се информација никад не може изгубити.

Постојеће, непостојеће. Без информације,

све је релативно.

Када се ради о нашем разумевању стварности, потребна нам је апсолутна конструкција.

Како бисмо могли решити овај парадокс?

Постоји пар могућности.

1. Информација је изгубљена

Бесповратно и заувек.

То значи да треба да се одрекнемо свих закона физике, и да избацимо много ствари

које су до сад радиле веома добро, и кренути испочетка.

Како би изгледали ови нови закони физике или шта то значи за нас, нико не зна.

Ово је помало застрашујуће, али и узбудљиво!

2. Информација је сакривена

Можда се мали део црне рупе одвоји и створи мали универзум.

Инфопмација би била премештена на ово ново, чудно место,

где не бисмо могли да је надгледамо или да интерагујемо с њом.

Али технички, не би била изгубљена.

То је као да имате поломљени хард-диск са свим вашим породичним фотографијама, којима не можете приступити.

Нараво, фино је што нису обрисане, али ипак не тако корисно.

Или можда црне рупе не нестају у потпуности након завршетка животног циклуса,

него остаје мали део, информациони дијамант.

Попут кловнових кола напуњених бесконачном количином информационих кловнова.

Али постоји и трећа опција,

Информација је ипак безбедна, није изгубљена, или сакривена

Можда смо само гледали на целу ову ствар погрешно.

Знали смо да црне рупе заробљавају информацију и можда је касније избришу,

али никад нисмо помислили шта са њом ради у међувремену.

Где црне рупе чувају своју информацију?

Космичко одржавање

Направимо црну рупу са прљавим вешом.

Прво, напунимо собу веш корпама: што више веша желите сачувати, то више корпи убаците унутра.

Али у неком тренутку све корпе су пуне и соба је у потпуности напуњена, нема места ни за још једну чарапу.

Соба је у свом максималном капацитету.

Али ако ипак угурамо чарапу са много енергије и силе, соба ће се срушити и створити црну рупу.

Али капацитет собе се није променио, и додавање још ствари или информације је и даље немогуће.

Па шта се онда деси ако убацимо још веша?

Соба се мало повећа да би направила места за нову информацију.

Испада да црна рупа повећава своју површину за мали пиксел, за сваки делић информације који убацимо.

Укратко, више информације значи више површине.

Информација се наслика на површини, слично као кад бацимо камен у језерце.

Након што камен потоне на дно, не можемо га више видети,

али можемо закључити да је нешто ушло унутра по таласима на површини воде.

Чак и најмања црна рупа може да садржи више информације на својој површини него сви подаци произведени у људској историји.

Ово раде тако што чувају информацију у врсти пиксела који су невероватно мајушни.

Црне рупе су ултимативни хард диск.

Ово је као претварање штампане књиге у електронску књигу, две ствари које изгледају сасвим различито,

али садржај им је исти - само је кодиран и меморисан на други начин.

Када црне рупе гутају звезде и планете,

то је слично пребацивању библиотеке на читач електронских књига.

Ово решење се назива холограмски принцип - али ако је тачан,

онда је све што смо мислили да знамо о универзуму је погрешно.

Универзум је холограм

Ако је информација уствари сачувана на граници црне рупе,

Хокингова радијација има шансу да научи нешто о информацији која је

кодирана тамо, и може да је однесе.

Тако да, информација није изгубљена када црне рупе нестану,

и не морамо да мењамо физику: информациони парадокс је решен.

Ипак, и даље морамо променити разумевање стварности у темељима.

Ако је све што падне у црну рупу сачувано на њеном евент хоризонту, то практично значи да су тродимензионалне ствари кодиране на равној подлози.

То зовемо холограмом.

Холограм је као 3D слика, равно парче властике на коме је кодирана тродимензионална слика.

Црна рупа је као холограм, јер је све у њој кодирано на њеном евент хоризонту.

Особа унутар црне рупе ће доживети свој обичан тродимензионални живот,

али за нас вани, они су само спљоштена слика на површини црне рупе.

Последица овога је нелогична, али останите са нама још моменат.

Црне рупе су веома екстремни овјекти, али су и даље зависе од истих правила као све друго.

Тако да, ако овај луди дуалитет између 2D и 3D функционипше за црне рупе,

онда то може да ради и за цео универзум, са вама у њему.

Како особа унутар црне рупе не би приметила да је кодирана на равној површини,

ми можда делимо исту судбину: ви бисте могли бити раширени преко равног екрана на крају универзума.

Наука иза овога је сложена и веома чудна, са унивезумима за игру,

теоријом струне и много математике.

Причаћемо о овоме више у другом видеу.

Без обзира шта је права природа нашег универзума, само знамо да је чудна и

сложена, и морамо да радимо још много физике да би је разумели.

Али црне рупе могу бити кључ разумевања саме стварности.

Овај видео је подржан од стране Швајцарске нацоналне научне фондације, и остварен са научним саветом Алесандра Сфондринија.