Парадокс Черной Дыры

Наша Вселенная может быть голограммой.

Черные дыры  —  великие поглотители Вселенной. Они разрушают всё, не позволяя ничему сохраниться, как только оно пересечёт горизонт событий дыры. У них имеется свой огромный центр тяжести от того, что они разрушили звезды и сконцентрировали огромное количество вещества в очень маленьком пространстве. Своим притяжением они буквально разрывают материю на элементарные частицы, всасывая их в свое таинственное темное ядро.

Но что именно происходит со всей материей и энергией, которые поглощает черная дыра? Их нельзя просто стереть, так как наши знания о квантовой механике запрещают это. Наше понимание состоит из информации, существующей вечно в законе сохранения квантовой информации. Это основа квантовой механики. Сама информация представляет собой специфическое расположение определенного количества частиц, например, способ расположения двух атомов водорода и одного атома кислорода дает нам информацию о том, что это вода. Согласно квантовой механике, если бы мы смогли отслеживать все атомы, частицы и волны излучения, то мы теоретически могли бы видеть всю историю нашей Вселенной.

Поэтому, если мы не перепишем квантовую механику и общую теорию относительности, эта информация должна продолжать существовать внутри черной дыры. Но, как показал Стивен Хокинг тем, что теперь называется излучением Хокинга, черные дыры испаряются и сбрасывают свою массу в течение невероятно длительных периодов времени. Эта потеря массы означала бы, что информация теряется навсегда. Выводы Хокинга были настолько противоречивыми, что его коллегам-ученым потребовалось некоторое время, чтобы принять их и признать их важность, в конечном итоге назвав его информационным парадоксом черной дыры.

Прежде чем мы перейдем к возможным решениям этого парадокса, есть еще несколько моментов об информации и черных дырах.Как только материя и энергия попадают в черную дыру, они добавляют небольшой пиксель новой массы в точке входа. Поступающая информация исказит горизонт событий в точке его пересечения.

Теорема об отсутствии волос гласит, что черные дыры имеют только три свойства: угловой момент, массу и электрический заряд. Они должны излучать при температурах, обратно пропорциональных их массам. Но это излучение Хокинга не зависит от того, из чего состоит черная дыра, вместо этого излучая частицы, такие как фотоны, до тех пор, пока не будет доказательств существования черной дыры. Просто пустое пространство.

Возможные решения

Есть несколько возможных решений вопроса: «Куда девается вся эта информация?».Первое, которое Стивен Хокинг поддерживал в течение многих лет, связано с тем, что информация исчезает через червоточину и выходит в другую параллельную вселенную. Это было бы возможным, проходя через т.н. Белую дыру — противоположность Чёрной дыре, которая постоянно извергает информацию и не дает возможности войти в неё извне. Хотя эта информация больше не будет доступна для нас, она всё равно будет существовать и, таким образом, по-прежнему будет действовать закон сохранения.

Другое решение заключается в том, что информация запечатлена в самом излучении Хокинга, так что она вообще никогда не покидает эту вселенную. Но как квантовая информация передается в излучение Хокинга? И каков механизм этой передачи?

Даже если бы существовал механизм, с помощью которого данные могли бы запечатлеть себя, это снова нарушает закон сохранения, потому что информация не может быть продублирована. Если бы информация попала в черную дыру и сохранилась внутри нее, а также существовала на поверхности черной дыры в качестве отпечатка в её излучении. Это означало бы, что существуют две копии этих данных.

Некоторые утверждают, что данные не дублируются, потому что временная линия внутри черной дыры значительно отличается от временной линии на её поверхности, что означает, что копии не существуют одновременно, а полностью отключены друг от друга. Это называется комплементарностью чёрных дыр.А как насчет механизма для всего этого?

Когда черные дыры хранят информацию, они чрезвычайно эффективны. Они хранят информацию так, как iPod хранит песни — небольшое портативное устройство может содержать эквивалент сотен компакт-дисков. То есть информация поступает и преобразуется в очень маленькие пиксели, искажающие горизонт событий. Эти искажения содержат информацию, которая может влиять на исходящее излучение Хокинга, обеспечивая тем самым механизм.

Последствия этого поразительны. Это означает, что трехмерная внутренняя часть черной дыры может быть описана взаимодействиями, которые происходят на её двумерной поверхности. Если наше понимание квантовой механики и общей теории относительности верно, то их объединение приводит к тому, что наша Вселенная является голограммой. Эта идея была еще более конкретизирована с использованием Теории струн, что привело к Голографическому принципу. Поскольку человек внутри черной дыры не обязательно осознает, что они двумерны, это означает, что мы не обязательно осознаем, что мы живем в голографическом мире.

На данный момент это всё ещё спекуляции, основанные на науке, которую мы всё ещё разрабатываем. В то время как общая теория относительности и квантовая механика до сих пор фантастически работали, нам, возможно, придется пересмотреть их в будущем, чтобы попытаться ответить на вопросы, которые дает нам наша загадочная и сложная Вселенная.