Le paradoxe du trou noir apparemment insoluble proposé par le physicien Stephen Hawking peut enfin être résolu par des trous de ver à travers Temps libre.
Le « Trou noir Le paradoxe de l’information « fait référence au fait que l’information ne peut pas être détruite dans l’univers, mais lorsque le trou noir finira par s’évaporer, toute information dévorée par cet aspirateur cosmique devrait avoir disparu depuis longtemps. La nouvelle étude suggère que le paradoxe aurait pu être résolu par le code de triche ultime de Nature : trous de verou des passages dans l’espace-temps.
« Un trou de ver relie l’intérieur d’un trou noir et le rayonnement à l’extérieur, comme un pont », a déclaré Kanato Goto, physicien théoricien du programme interdisciplinaire de sciences mathématiques et théoriques du RIKEN au Japon. Il a déclaré dans un communiqué.
Selon la théorie de Goto, une deuxième surface apparaît à l’intérieur de l’horizon des événements du trou noir, la frontière à partir de laquelle rien ne peut s’échapper. Les fils de ce trou de ver relient la surface au monde extérieur, enchevêtrant les informations entre l’intérieur du trou noir et le rayonnement s’échappant de ses bords.
Le paradoxe de l’information du trou noir
Dans les années 1970, Hawking a découvert que les trous noirs ne sont pas complètement noirs, mais au début, il n’a pas réalisé le gigantesque problème qu’il a créé. Avant sa découverte, les physiciens supposaient que les trous noirs étaient très simples. Bien sûr, toutes sortes de choses compliquées sont tombées dedans, mais les trous noirs ont bloqué toutes ces informations, et on ne les reverra plus jamais.
Mais Hawking a découvert que les trous noirs émettent des radiations, et Il peut éventuellement s’évaporer complètement, dans un processus maintenant connu sous le nom de rayonnement de Hawking, mais ce rayonnement lui-même ne transportait aucune information. En fait, vous ne pouviez pas. Par définition, l’horizon des événements d’un trou noir empêche l’information de sortir. Ainsi, lorsque le trou noir s’évapore et disparaît de l’univers, où vont toutes ses informations fermées ?
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C’est le paradoxe de l’information du trou noir. Une possibilité est que l’information puisse être détruite, ce qui semble violer tout ce que nous savons sur la physique. (Par exemple, si des informations peuvent être perdues, vous ne pouvez pas reconstruire le passé à partir d’événements actuels ou prédire des événements futurs.) Au lieu de cela, la plupart des physiciens tentent de résoudre le paradoxe en trouvant un moyen, quel qu’il soit, pour les informations contenues dans un trou noir. s’infiltre à travers le rayonnement de Hawking. Ainsi, lorsque le trou noir disparaît, l’information reste dans l’univers.
Quoi qu’il en soit, décrire ce processus nécessite une nouvelle physique.
« Cela fait référence à cette année Relativité Et le Mécanique quantique Goto a dit, car ils sont actuellement incompatibles les uns avec les autres. Il faut trouver un cadre unifié la gravité. «
Conte d’entropie
En 1992, le physicien Don Page, ancien étudiant diplômé de Hawking, voyait le problème du paradoxe de l’information d’une autre manière. commencé à regarder Intrication quantique, c’est-à-dire lorsque le sort des particules distantes est lié. Cet enchevêtrement agit comme un lien mécanique quantique entre le rayonnement de Hawking et le trou noir lui-même. Page a mesuré la quantité d’intrication en calculant « l’entropie d’intrication », une mesure de la quantité d’informations contenues dans le rayonnement Hawking intriqué.
Dans le récit original de Hawking, aucune information n’échappe et l’entropie d’intrication augmente toujours jusqu’à ce que le trou noir disparaisse finalement. Mais Page a découvert que si les trous noirs libèrent des informations, l’entropie d’intrication augmente initialement ; Ensuite, la mi-vie du trou noir diminue avant d’atteindre finalement zéro, lorsque le trou noir s’évapore (ce qui signifie que toutes les informations à l’intérieur du trou noir se sont finalement échappées).
Si les calculs de Page sont corrects, cela suggère que si les trous noirs permettent aux informations de s’échapper, quelque chose de spécial doit se produire au milieu de leur vie. Bien que les travaux de Page n’aient pas résolu le paradoxe de l’information, ils ont donné aux physiciens quelque chose d’excitant sur lequel travailler. S’ils peuvent provoquer une crise de la quarantaine pour les trous noirs, cette solution pourrait résoudre ce paradoxe.
À travers le trou de ver
Récemment, plusieurs équipes de théoriciens ont appliqué des techniques mathématiques qui leur ont été empruntées théorie des cordes Une approche pour unifier la relativité d’Einstein avec la mécanique quantique consiste à étudier ce problème. Ils étudiaient comment l’espace-temps près de l’horizon des événements pouvait être plus complexe que les scientifiques ne le pensaient initialement. Comment compliqué? complexe que possible, permettant tout type de flexion et de flexion à l’échelle microscopique.
Leur travail a conduit à deux avantages surprenants. L’un était l’apparition d’une « surface quantique extrême » juste en dessous de l’horizon des événements. Cette surface interne module la quantité d’informations sortant du trou noir. Au début, ne faites pas grand-chose. Mais lorsque le trou noir est dans son âge moyen, il commence à prendre en charge l’intrication, réduisant la quantité d’informations sortantes) de sorte que l’entropie d’intrication suit les prédictions de Beige.
Deuxièmement, les calculs ont révélé la présence de trous de ver – beaucoup d’entre eux. Ces trous de ver semblent relier la surface quantique extrême à l’extérieur du trou noir, permettant aux informations d’aller au-delà de l’horizon des événements et d’être libérées sous forme de rayonnement de Hawking.
Mais ces travaux antérieurs n’ont été appliqués qu’à des modèles de « jeu » très simplifiés (comme les versions unidimensionnelles des trous noirs). Avec le travail de Goto, le même résultat a maintenant été appliqué à des scénarios plus réalistes – une avancée majeure qui rapproche ce travail de l’explication de la réalité.
Pourtant, il y a beaucoup de questions. Tout d’abord, il n’est pas encore clair si les trous de ver apparaissant dans un fichier mathématiques Ce sont les mêmes trous de ver que nous considérons comme des raccourcis dans l’espace et le temps.
Il est si profondément enfoui dans les mathématiques qu’il est difficile de déterminer sa signification physique. D’un autre côté, cela pourrait signifier que les trous de ver entrent et sortent littéralement d’un trou noir en évaporation. Ou cela pourrait simplement être un signe que l’espace-temps près d’un trou noir n’est pas local, ce qui est une caractéristique de l’intrication – deux particules intriquées n’ont pas besoin d’être en communication causale pour s’influencer mutuellement.
Un autre problème majeur est que si les physiciens ont identifié un mécanisme potentiel pour éliminer la contradiction, ils ne savent pas vraiment comment cela fonctionne. Il n’y a pas de processus connu qui fait réellement le travail de prendre l’information à l’intérieur d’un trou noir et de l’encoder dans le rayonnement de Hawking. En d’autres termes, les physiciens ont construit une voie potentielle pour résoudre le paradoxe de l’information, mais ils n’ont trouvé aucun moyen de construire des camions qui empruntent cette voie.
« Nous ne connaissons toujours pas le mécanisme sous-jacent de la façon dont les radiations éloignent les informations », a déclaré Guto. « Nous avons besoin d’une théorie de la gravité quantique. »
Publié à l’origine sur Live Science.
