az újonnan felfedezett féregjárat lehetővé teszi, hogy az információ elkerülje a fekete lyukakat

1985-ben, amikor Carl Sagan írta az új kapcsolatot, gyorsan át kellett szállítania főszereplőjét, Dr. Ellie Arroway-t a földről a Vega csillagra. Rávette, hogy lépjen be egy fekete lyukba, és lépjen ki fényévekre innen, de nem tudta, hogy ennek van-e értelme. A Cornell Egyetem asztrofizikusa és televíziós csillaga konzultált barátjával, Kip Thorne-val, a kaliforniai Technológiai Intézet fekete lyuk szakértőjével (aki a hónap elején Nobel-díjat nyert). Thorne tudta, hogy Arroway nem juthat el Vegához egy fekete lyukon keresztül, ami csapdába ejti és elpusztít mindent, ami beleesik. De eszébe jutott, hogy másfajta lyukat használhat, amely összhangban van Albert Einstein általános relativitáselméletével: egy alagutat vagy “féreglyukat”, amely távoli helyeket kapcsol össze a tér-időben.

míg a legegyszerűbb elméleti féreglyukak azonnal összeomlanak és eltűnnek, mielőtt bármi átjutna, Thorne azon tűnődött, vajon lehetséges-e egy “végtelenül fejlett” sci-fi civilizáció stabilizálni egy féregjáratot elég hosszú ideig ahhoz, hogy valami vagy valaki áthaladjon rajta. Rájött, hogy egy ilyen civilizáció valójában egy féregjárat torkát “egzotikus anyaggal” vonhatja be, amely ellensúlyozza az összeomlás tendenciáját. Az anyag negatív energiával rendelkezne, ami eltérítené a sugárzást, és önmagától távolítaná el a téridőt. Sagan a kapcsolatot használta, az egzotikus anyag találmányát egy korábbi, Elveszett civilizációnak tulajdonítva, hogy elkerülje a részletekbe való bejutást. Eközben ezek az adatok nyűgözi le Thorne, a diákok, valamint sok más fizikusok, akik évekig feltárása átjárható féreglyuk, valamint az elméleti vonatkozásai. Felfedezték, hogy ezek a féreglyukak időgépként szolgálhatnak, időutazási paradoxonokra hivatkozva-bizonyíték arra, hogy az egzotikus anyag tilos a természetben.

Most, évtizedekkel később, egy új faj átjárható féreglyuk vált, ingyenes egzotikus anyag teljes lehetséges segít megoldani a fizikusok egy furcsa paradoxon, hogy a fekete lyukak. Ez a paradoxon az a probléma, amely a korai érintkezési tervezetet sújtja, és arra késztette Thorne-t, hogy elsősorban áthaladó féregjáratokat fontolgasson; nevezetesen, hogy a fekete lyukakba eső dolgok nyom nélkül eltűnnek. Ez a teljes törlését információk megszegi a szabályokat a kvantummechanika meg a rejtvényeket, szakértők, hogy az elmúlt években, egyesek azzal érveltek, hogy a fekete lyuk belső terek nem léteznek—, hogy a tér-idő furcsán ér véget a látókörét.

Az eredmények szélrohama tavaly kezdődött egy papírral, amely beszámolt az első átjárható féregjáratról, amely nem követeli meg az egzotikus anyagok behelyezését, hogy nyitva maradjanak. Ehelyett Ping Gao és Daniel Jafferis, a Harvard Egyetem és a Stanford Egyetem Aron Wallja szerint a féregjárat torkában lévő visszataszító negatív energiát kívülről egy speciális kvantumkapcsolat generálhatja a féregjárat két száját alkotó fekete lyukpár között. Amikor a fekete lyukak a megfelelő módon vannak összekötve, valami, amit az egyikbe dobnak, a féregjárat mentén csúszik, és a külső univerzum bizonyos eseményeit követve kilép a másodikból. Figyelemre méltó, hogy Gao, Jafferis és Wall észrevették, hogy forgatókönyvük matematikailag egyenértékű egy kvantum teleportációnak nevezett folyamattal, amely kulcsfontosságú a kvantum kriptográfia szempontjából, és laboratóriumi kísérletekben bizonyítható.

John Preskill, a Caltech egyik fekete lyuk-és kvantumgravitációs szakértője szerint az új, átjárható féregjárat meglepetésként hat a fekete lyuk információs paradoxonjára és a fekete lyuk belső terére. “Amit igazán szeretek – mondta -, az az, hogy egy megfigyelő beléphet a fekete lyukba, majd elmenekülhet, hogy elmondja, mit látott.”Ez arra utal, hogy a fekete lyuk belső terei valóban léteznek, magyarázta, és hogy ami bemegy, annak ki kell jönnie.

egy rejtélyes egyenlet

az új féreglyuk-munka 2013-ban kezdődött, amikor Jafferis részt vett egy érdekes beszélgetésen a húrok konferencián Dél-Koreában. A házelnök, Juan Maldacena, a New Jersey-i Princetonban található Institute for Advanced Study fizikai professzora a közelmúltban különböző utalások és érvek alapján arra a következtetésre jutott ,hogy ” ER = EPR.”Vagyis a féreglyukak a téridő távoli pontjai között, amelyek közül a legegyszerűbbek Einstein-Rosen vagy “ER” hidak, egyenértékűek (bár valamilyen rosszul meghatározott módon) az összefonódott kvantumrészecskékhez, más néven Einstein-Podolsky-Rosen vagy “EPR” Párok. Az ER = EPR-sejtés, amelyet Maldacena és Leonard Susskind, a Stanfordi Leonard Susskind jelentett, a hírhedt fekete lyuk információs paradoxon modern megtestesülésének megoldására tett kísérlet volt azáltal, hogy az általános relativitás által szabályozott tér-idő geometriát összekapcsolta a távoli részecskék közötti pillanatnyi kvantumkapcsolatokkal, amelyeket Einstein “kísérteties akciónak nevezett távolról.”

a paradoxon 1974 óta emelkedett, amikor Stephen Hawking brit fizikus megállapította, hogy a fekete lyukak elpárolognak — lassan hőt bocsátanak ki a “Hawking sugárzás” néven ismert részecskék formájában.”Hawking kiszámította, hogy ez a hő teljesen véletlenszerű; nem tartalmaz információt a fekete lyuk tartalmáról. Ahogy a fekete lyuk kivillan a létezésből, úgy az univerzum feljegyzése is mindenről, ami bement. Ez megsérti az alapelv az úgynevezett “unitarity,” a gerince, a kvantumelmélet, amely úgy tartja, hogy, mint a részecskék kölcsönhatásba lépnek információk őket, soha nem szűnik meg, csak a kódolt, így ha fordított a nyíl az idő az univerzum kvantum evolúció, látnád a dolgokat, megfejt egy pontos újra-teremtés a múltban.

szinte mindenki hisz az egységességben,ami azt jelenti, hogy az információnak el kell menekülnie a fekete lyukaktól – de hogyan? Az elmúlt öt évben, néhány teoretikus, leginkább Joseph Polchinski, a University of California, Santa Barbara, azzal érveltek, hogy a fekete lyukak üres kagyló nélkül belső egyáltalán—, hogy Ellie Arroway, üti a fekete lyuk eseményhorizont, lenne fizzle egy “tűzfal” és sugárzik ki újra.

sok teoretikus hisz a fekete lyuk belső tereiben (és szelídebb átmenetek a látókörükön), de ahhoz, hogy megértsék őket, fel kell fedezniük a benne rejlő információk sorsát. Ez kritikus épületben működik a kvantumelmélet a gravitáció, a régóta keresett unió a kvantum-tér-idő leírások a természet, hogy jön a legélesebb megkönnyebbülés a fekete lyuk belső terek, ahol a szélsőséges gravitációs jár egy kvantum-skála.

a kvantumgravitációs kapcsolat az, ami maldacenát, majd később Jafferist az ER = EPR eszméhez és a féreglyukakhoz vonzotta. A tér-idő alagutak és az ER = EPR által előidézett kvantum-összefonódás közötti implikált kapcsolat egy nemrégiben elterjedt hiedelemmel rezonált, hogy a tér lényegében kvantum-összefonódással jön létre. Úgy tűnt, hogy a féreglyukaknak szerepet kell játszaniuk a téridő összefűzésében és a fekete lyuk információinak a fekete lyukakból való kijutásában – de hogyan működik ez? Amikor Jafferis hallotta Maldacenát a rejtélyes egyenletéről és annak bizonyítékairól beszélni, tudta, hogy egy normál ER féregjárat instabil és nem járható. De azon tűnődött, mit jelent Maldacena kettőssége egy átjárható féregjárat számára, mint amilyeneket Thorne és mások évtizedekkel ezelőtt játszottak. Három évvel a dél-koreai beszéd után jafferis és munkatársai, Gao és Wall bemutatták válaszukat. A munka kiterjed az ER = EPR ötlet által hasonlít, nem egy standard féreglyuk egy pár kusza részecskék, de egy olyan átjárható féreglyuk, valamint a kvantum-teleportáció: jegyzőkönyv felfedezte, 1993-ban, amely lehetővé teszi, hogy egy kvantum rendszer, hogy eltűnnek, majd újra megjelennek sértetlenül valahol máshol.

amikor Maldacena elolvasta Gao, Jafferis és Wall papírját, “nagyon jó ötletnek tartottam, az egyik ilyen ötlet, hogy miután valaki elmondja, nyilvánvaló” – mondta. Maldacena és két munkatársa, Douglas Stanford és Zhenbin Yang azonnal megkezdték a fekete lyuk információs paradoxonjának új féreglyukainak feltárását; tanulmányuk áprilisban jelent meg. Susskind és Ying Zhao a Stanfordi egyetemen ezt követte egy papírral a féreglyuk teleportálásáról júliusban. A féregjárat “érdekes geometriai képet ad arról, hogyan történik a teleportáció” – mondta Maldacena. “Az üzenet valójában átmegy a féregjáraton.”

Leave a Reply