nově Nabyté Červí díra Umožňuje Informace Uniknout Černé Díry

V roce 1985, kdy Carl Sagan byl psaní románu Kontakt, potřeboval se rychle přepravit jeho protagonista, Dr. Ellie Arroway od Země ke hvězdě Vega. Nechal ji vstoupit do černé díry a opustit světelné roky daleko, ale nevěděl, jestli to dává smysl. Astrofyzik a televizní hvězda Cornell University konzultovali svého přítele Kipa Thorna, odborníka na černé díry v Kalifornském technologickém institutu(který získal Nobelovu cenu začátkem tohoto měsíce). Thorne věděl, že Arroway se nemůže dostat do Vegy přes černou díru, o které se předpokládá, že zachytí a zničí vše, co spadne. Napadlo ho však, že by mohla využít jiný druh díry v souladu s obecnou teorií relativity Alberta Einsteina: tunel nebo „červí díra“ spojující vzdálená místa v časoprostoru.

Zatímco nejjednodušší teoretické červí díry okamžitě sbalit a zmizet dřív, než se něco může dostat, Thorne mě zajímalo, zda by to mohlo být možné, „nekonečně pokročilé“ sci-fi civilizace ke stabilizaci červí díry dost dlouho pro něco, nebo někoho přejít to. Přišel na to, že taková civilizace může ve skutečnosti lemovat hrdlo červí díry „exotickým materiálem“, který působí proti jeho tendenci ke kolapsu. Materiál by měl negativní energii, která by odrazila záření a odrazila časoprostor od sebe. Sagan použil tento trik v kontaktu a připisoval vynález exotického materiálu dřívější, ztracené civilizaci, aby se nedostal do podrobností. Mezitím, tyto údaje fascinováni Thorne, jeho studentů a mnoha dalších fyziků, který strávil roky zkoumání cestování červí díry a jejich teoretické důsledky. Zjistili, že tyto červí díry mohou sloužit jako stroje času, vyvolávající paradoxy cestování časem-důkaz, že exotický materiál je v přírodě zakázán.

nyní, o desetiletí později, se objevil nový druh procházející červí díry, bez exotického materiálu a plný potenciálu pomoci fyzikům vyřešit matoucí paradox o černých dírách. Tento paradox je velmi problém, který trápí počátku návrhu Kontakt a led Thorne uvažovat cestování červí díry, v první řadě, a to, že věci, které padají do černé díry zdá, že zmizí beze stopy. Tento celkový výmaz informací porušuje pravidla kvantové mechaniky, a to tak, hádanky odborníků, že v posledních letech, někteří tvrdí, že černá díra interiéry ve skutečnosti neexistují — že se prostor a čas zvláštně end na své obzory.

příval zjištění začal v loňském roce s papírem, který oznámil první červí díry, která nevyžaduje vložení exotických materiálů, aby zůstali otevřené. Místo toho, podle Ping Gao a Daniel Jafferis z Harvard University a Aron Zdi Stanford University, odpudivé negativní energie v červí díře krku mohou být generovány z vnější strany zvláštní kvantové spojení mezi dvojicí černých děr, které tvoří červí díry dvě ústa. Když černé díry jsou připojeny správným způsobem, něco hodil do jednoho bude kmitat podél červí díry a po určité události ve vnějším vesmíru, výstupu druhém. Pozoruhodné je, že Gao, Jafferis a Zdi si všiml, že jejich scénář je matematicky ekvivalentní proces zvaný kvantová teleportace, což je klíčové pro kvantovou kryptografii a může být prokázána v laboratorních experimentech.

John Preskill, černé díry a kvantové gravitace expert na Caltech, říká nový červí díry přijde jako překvapení, s důsledky pro informační paradox černé díry a černé díry interiéry. „Co se mi opravdu líbí,“ řekl, „je to, že pozorovatel může vstoupit do černé díry a pak uniknout říct o tom, co viděla.“To naznačuje, že interiéry černé díry skutečně existují, vysvětlil, a že to, co jde dovnitř, musí vyjít.

Záhadné Rovnice

nová červí díra práce začaly v roce 2013, kdy Jafferis zúčastnili zajímavé mluvit na Struny konferenci v Jižní Koreji. Řečník Juan Maldacena, profesor fyziky na Institutu pro pokročilé studium v Princetonu v New Jersey, nedávno na základě různých náznaků a argumentů dospěl k závěru, že „ER = EPR.“To znamená, že červí díry mezi vzdálenými body v prostoru-čase, z nichž nejjednodušší jsou tzv. Einstein-Rosen nebo „ER“ mosty, jsou ekvivalentní (i když v některých špatně definovaným způsobem), aby se kvantové částice, známé také jako Einstein-Podolsky-Rosen nebo „EPR“ párů. ER = EPR domněnek, které představují Maldacena a Leonard Susskind ze Stanfordu, byl pokus vyřešit moderní inkarnace nechvalně známé černé díry, informace paradox vázání geometrie prostoru a času, řídí obecné relativity, okamžitá kvantové spojení mezi daleko od sebe částice, které Einstein nazval „strašidelné působení na dálku.“

paradox se objevila v roce 1974, kdy Britský fyzik Stephen Hawking se rozhodl, že černé díry se vypařují pomalu vyzařuje teplo ve formě částic, nyní známé jako „Hawkingovo záření.“Hawking vypočítal, že toto teplo je zcela náhodné; neobsahuje žádné informace o obsahu černé díry. Jak černá díra bliká z existence, tak i záznam vesmíru o všem, co šlo dovnitř. To porušuje princip tzv. „unitarity,“ páteř kvantové teorie, která tvrdí, že jako částice interagují, informace o nich se nikdy neztratí, pouze míchaná, takže pokud vám obrácená šipka času ve vesmíru, kvantová evoluce, měli byste vidět věci dešifrovat na přesnou re-vytvoření z minulosti.

téměř každý věří v unitaritu, což znamená, že informace musí uniknout černým dírám-ale jak? V posledních pěti letech, někteří teoretici, především Joseph Polchinski z Kalifornské Univerzity v Santa Barbaře tvrdí, že černé díry jsou prázdné skořápky bez interiéry vůbec — že Ellie Arroway, při bít černé díry horizont událostí by se pískat na „firewall“ a vyzařovat ven.

mnoho teoretiků věří v interiéry černé díry (a jemnější přechody přes jejich obzory), ale aby je pochopili, musí objevit osud informací, které spadají dovnitř. To je zásadní pro budování pracovní kvantové teorii gravitace, dlouho hledal unie z kvantové a prostor-čas, popisy přírody, které přichází do nejostřejší úlevu v černé díře interiéry, kde extrémní gravitace působí na kvantovém měřítku.

kvantové gravitační spojení je to, co maldacena a později Jafferis nakreslili k myšlence ER = EPR a k červí díře. Implicitní vztah mezi tunely v časoprostoru a kvantové zapletení, které představují ER = EPR rezonovala s populární nedávné přesvědčení, že prostor je v podstatě šité do existence kvantového zapletení. Zdálo se, že červí díry hrály roli při spojování časoprostoru a při uvolňování informací o černé díře z černých děr – ale jak by to mohlo fungovat? Když jafferis slyšel, jak Maldacena mluví o své záhadné rovnici a důkazech, byl si vědom, že standardní červí díra ER je nestabilní a neprostupná. Ale on se divil, co Maldacena je dualita by znamenalo pro červí díry, jako ty, Thorne a ostatní si hrál s desítkami let. Tři roky po přednášce v Jižní Koreji představil Jafferis a jeho spolupracovníci Gao a Wall svou odpověď. Práce rozšiřuje ER = EPR nápad, srovnává, není standardní červí díry a dvojice provázaných částic, ale červí díry a kvantové teleportace: protokol objevil v roce 1993, která umožňuje kvantový systém zmizí a znovu se objeví nezraněný někde jinde.

Když Maldacena číst Gao, Jafferis a Wall papír, „já to bral jako moc pěkný nápad, jeden z těchto nápadů, že poté, co někdo vám řekne, to je jasné,“ řekl. Maldacena a dva spolupracovníci, Douglas Stanford a Zhenbin Yang, okamžitě začal prozkoumávat nové červí díry důsledky pro černé díry, informace paradox; jejich kniha objevila v dubnu. Susskind a Ying Zhao ze Stanfordu to následovali s článkem o teleportaci červí díry v červenci. Červí díra „poskytuje zajímavý geometrický obraz toho, jak se teleportace děje,“ řekl Maldacena. „Zpráva skutečně prochází červí dírou.”

Leave a Reply