Jaring laba-laba lubang cacing dapat memecahkan paradoks mendasar yang pertama kali diajukan oleh Stephen Hawking
Paradoks lubang hitam yang tampaknya sulit dipecahkan yang diajukan oleh fisikawan Stephen Hawking akhirnya dapat dipecahkan oleh lubang cacing melalui Waktu senggang.
“Lubang hitam Paradoks informasi “mengacu pada fakta bahwa informasi tidak dapat dihancurkan di alam semesta, namun ketika lubang hitam akhirnya menguap, informasi apa pun yang ditelan oleh penyedot debu kosmik ini seharusnya sudah lama hilang. Studi baru menunjukkan bahwa paradoks tersebut dapat diselesaikan. oleh kode cheat utama Nature: lubang cacingatau perjalanan melalui ruang-waktu.
“Lubang cacing menghubungkan bagian dalam lubang hitam dan radiasi ke luar, seperti jembatan,” kata Kanato Goto, fisikawan teoretis di Program Ilmu Matematika dan Ilmu Teori Interdisipliner RIKEN di Jepang. Dia mengatakan dalam sebuah pernyataan.
Menurut teori Goto, permukaan kedua muncul di dalam horizon peristiwa lubang hitam, batas di mana tidak ada yang bisa melarikan diri. Benang dari lubang cacing ini menghubungkan permukaan ke dunia luar, menjerat informasi antara bagian dalam lubang hitam dan radiasi yang bocor dari tepinya.
Paradoks informasi lubang hitam
Pada 1970-an, Hawking menemukan bahwa lubang hitam tidak sepenuhnya hitam, tetapi pada awalnya dia tidak menyadari masalah raksasa yang dia ciptakan. Sebelum penemuannya, fisikawan berasumsi bahwa lubang hitam sangat sederhana. Tentu, segala macam hal rumit jatuh ke dalamnya, tetapi lubang hitam telah memblokir semua informasi itu, dan mereka tidak akan pernah terlihat lagi.
Tapi Hawking menemukan bahwa lubang hitam memancarkan radiasi, dan Akhirnya bisa menguap sepenuhnya, dalam proses yang sekarang dikenal sebagai radiasi Hawking, tetapi radiasi ini sendiri tidak membawa informasi apa pun. Bahkan, Anda tidak bisa. Menurut definisi, cakrawala peristiwa lubang hitam mencegah informasi pergi. Jadi, ketika lubang hitam menguap dan menghilang dari alam semesta, kemana perginya semua informasi tertutupnya?
Terkait: 4 Teori Aneh Dari Stephen Hawking yang Ternyata Benar
Inilah paradoks informasi lubang hitam. Salah satu kemungkinannya adalah bahwa informasi tersebut dapat dihancurkan, yang tampaknya melanggar semua yang kita ketahui tentang fisika. (Misalnya, jika informasi dapat hilang, Anda tidak dapat merekonstruksi masa lalu dari peristiwa saat ini, atau memprediksi peristiwa di masa depan.) Sebaliknya, sebagian besar fisikawan berusaha menyelesaikan paradoks dengan mencari cara—apa pun cara—untuk informasi yang terkandung di dalam lubang hitam. merembes melalui radiasi Hawking. Dengan cara ini, ketika lubang hitam menghilang, informasi tetap ada di alam semesta.
Either way, menggambarkan proses ini membutuhkan fisika baru.
“Ini mengacu pada tahun ini relativitas Dan Mekanika kuantum Goto berkata, karena mereka saat ini tidak cocok satu sama lain. Kita harus menemukan kerangka kerja terpadu gravitasi. “
kisah entropi
Pada tahun 1992, fisikawan Don Page, mantan mahasiswa pascasarjana di Hawking, melihat masalah paradoks informasi dengan cara lain. mulai melihat Keterikatan kuantum, yaitu ketika nasib partikel yang jauh terhubung. Keterjeratan ini bertindak sebagai hubungan mekanika kuantum antara radiasi Hawking dan lubang hitam itu sendiri. Page mengukur jumlah keterjeratan dengan menghitung “entropi keterjeratan,” ukuran jumlah informasi yang terkandung dalam radiasi Hawking yang terjerat.
Dalam catatan asli Hawking, tidak ada informasi yang lolos, dan entropi keterjeratan selalu meningkat hingga lubang hitam akhirnya menghilang. Tetapi Page menemukan bahwa jika lubang hitam memang melepaskan informasi, entropi keterjeratan awalnya tumbuh; Kemudian, paruh waktu lubang hitam berkurang sebelum akhirnya mencapai nol, ketika lubang hitam menguap (yang berarti semua informasi di dalam lubang hitam akhirnya lolos).
Jika perhitungan Page benar, ini menunjukkan bahwa jika lubang hitam membiarkan informasi lolos, sesuatu yang istimewa pasti terjadi di tengah kehidupan mereka. Sementara pekerjaan Page tidak memecahkan paradoks informasi, hal itu memberikan fisikawan sesuatu yang menarik untuk dikerjakan. Jika mereka dapat menyebabkan krisis paruh baya untuk lubang hitam, solusi ini mungkin menyelesaikan paradoks ini.
Melalui lubang cacing
Baru-baru ini, beberapa tim ahli teori telah menerapkan teknik matematika yang dipinjam dari mereka teori string Salah satu pendekatan untuk menyatukan relativitas Einstein dengan mekanika kuantum adalah dengan mempelajari masalah ini. Mereka mempelajari bagaimana ruang-waktu di dekat cakrawala peristiwa bisa lebih kompleks daripada yang awalnya diperkirakan para ilmuwan. Seberapa rumit? serumit mungkin, memungkinkan segala jenis pembengkokan dan pembengkokan pada skala mikroskopis.
Pekerjaan mereka menghasilkan dua keuntungan yang mengejutkan. Salah satunya adalah munculnya “permukaan kuantum ekstrem” tepat di bawah cakrawala peristiwa. Permukaan bagian dalam ini memodulasi jumlah informasi yang keluar dari lubang hitam. Awalnya jangan banyak-banyak. Tetapi ketika lubang hitam berada di usia paruh baya, ia mulai mengambil alih keterjeratan, mengurangi jumlah informasi yang keluar) sehingga entropi keterjeratan mengikuti prediksi Beige.
Kedua, perhitungan mengungkapkan keberadaan lubang cacing – banyak dari mereka. Lubang cacing ini tampaknya menghubungkan permukaan kuantum ekstrem ke bagian luar lubang hitam, memungkinkan informasi melampaui cakrawala peristiwa dan dilepaskan sebagai radiasi Hawking.
Tetapi karya sebelumnya ini hanya diterapkan pada model “permainan” yang sangat disederhanakan (seperti lubang hitam versi satu dimensi). Dengan karya Goto, hasil yang sama kini telah diterapkan pada skenario yang lebih realistis – kemajuan besar yang membawa karya ini lebih dekat untuk menjelaskan kenyataan.
Tetap saja, ada banyak pertanyaan. Pertama, belum jelas apakah lubang cacing muncul di file matematika Mereka adalah lubang cacing yang sama yang kita anggap sebagai jalan pintas dalam ruang dan waktu.
Hal ini begitu terkubur dalam matematika sehingga sulit untuk menentukan makna fisiknya. Di sisi lain, itu bisa berarti bahwa lubang cacing secara harfiah masuk dan keluar dari lubang hitam yang menguap. Atau bisa jadi itu hanya pertanda bahwa ruangwaktu di dekat lubang hitam adalah non-lokal, yang merupakan ciri khas keterjeratan — dua partikel yang terjerat tidak perlu berada dalam komunikasi kausal untuk saling mempengaruhi.
Satu masalah utama lainnya adalah bahwa sementara fisikawan telah mengidentifikasi mekanisme potensial untuk mengurangi perbedaan, mereka tidak tahu cara kerjanya. Tidak ada proses yang diketahui yang benar-benar mengambil informasi di dalam lubang hitam dan mengkodekannya menjadi radiasi Hawking. Dengan kata lain, fisikawan telah membangun rute potensial untuk memecahkan paradoks informasi, tetapi mereka belum menemukan cara untuk membangun truk yang melewati rute itu.
“Kami masih belum tahu mekanisme yang mendasari bagaimana radiasi memindahkan informasi,” kata Guto. “Kita membutuhkan teori gravitasi kuantum.”
Awalnya diterbitkan di Live Science.
“Penggemar musik yang ramah hipster. Analis. Praktisi bir. Perintis twitter yang sangat menawan. Communicator.”