โดย Paul Sutter สล็อตแตกง่าย เผยแพร่เมื่อ 21 มีนาคม 2022ความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดําดูเหมือนจะไม่สามารถแก้ไขได้In this illustrative concept image, a black hole is sucking in all the nearby matter in space.ถ้าข้อมูลไม่สามารถทําลายได้ จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อหลุมดํา ซึ่งได้กลืนกินท้องขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยข้อมูล หายไป? (เครดิตภาพ: อัลแบร์โต กากลิอาร์ดี/เก็ตตี้ อิมเมจ)
ความขัดแย้งของหลุมดําที่ดูเหมือนจะไม่อาจแก้ไขได้เป็นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์สตีเฟ่นฮอว์คิงสามารถแก้ไขได้ในที่สุดโดยรูหนอนผ่านอวกาศเวลา
”ความขัดแย้งข้อมูลหลุมดํา” หมายถึงความจริงที่ว่าข้อมูลไม่สามารถทําลายได้ในจักรวาล
และยังเมื่อหลุมดําในที่สุดระเหยข้อมูลใด ๆ ที่ถูก gobbled ขึ้นโดยเครื่องดูดฝุ่นจักรวาลนี้ควรจะมีนานตั้งแต่หายไป การศึกษาใหม่เสนอว่าความขัดแย้งสามารถแก้ไขได้ด้วยรหัสโกงที่ดีที่สุดของธรรมชาติ: รูหนอนหรือทางเดินผ่านอวกาศเวลา ”รูหนอนเชื่อมต่อการตกแต่งภายในของหลุมดําและรังสีภายนอกเช่นสะพาน” Kanato Goto นักฟิสิกส์ทฤษฎีที่ RIKEN สหวิทยาการทฤษฎีและคณิตศาสตร์โปรแกรมวิทยาศาสตร์ในญี่ปุ่นกล่าวในแถลงการณ์ภายใต้ทฤษฎีของโกโตะพื้นผิวที่สองปรากฏขึ้นภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดําขอบเขตที่ไม่มีอะไรสามารถหลบหนีได้ ด้ายจากรูหนอนเชื่อมต่อพื้นผิวนั้นกับโลกภายนอกข้อมูลพัวพันระหว่างการตกแต่งภายในของหลุมดําและรังสีรั่วที่ขอบของมัน
ความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดําในช่วงทศวรรษที่ 1970 ฮอว์คิงค้นพบว่าหลุมดําไม่ได้เป็นสีดําแต่ในตอนแรกเขาไม่ได้ตระหนักถึงปัญหาใหญ่ที่เขาสร้างขึ้น ก่อนการค้นพบของเขานักฟิสิกส์ได้สันนิษฐานว่าหลุมดํานั้นง่ายมาก แน่นอนว่าเรื่องที่ซับซ้อนทุกประเภทตกลงไปในนั้น แต่หลุมดําก็ล็อคข้อมูลทั้งหมดนั้นไว้
แต่ฮอว์คิงพบว่าหลุมดําปล่อยรังสีและในที่สุดก็สามารถระเหยได้ทั้งหมดในกระบวนการที่ตอนนี้เรียกว่ารังสีฮอว์คิง แต่รังสีนั้นไม่ได้มีข้อมูลใด ๆ อันที่จริงมันทําไม่ได้ ตามคําจํากัดความขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดําป้องกันไม่ให้ข้อมูลออกไป ดังนั้นเมื่อหลุมดําในที่สุดระเหยและหายไปจากจักรวาลข้อมูลล็อคทั้งหมดไป?
ที่เกี่ยวข้อง: 4 ทฤษฎีสตีเฟ่นฮอว์คิงที่แปลกประหลาดซึ่งกลายเป็นว่าถูกต้อง
นี่คือความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดํา ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือข้อมูลสามารถถูกทําลายได้ ซึ่งดูเหมือนจะละเมิดทุกสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับฟิสิกส์ (ตัวอย่างเช่นหากข้อมูลอาจสูญหายคุณจะไม่สามารถสร้างอดีตจากเหตุการณ์ปัจจุบันหรือทํานายเหตุการณ์ในอนาคตได้) แต่นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่พยายามที่จะแก้ปัญหาความขัดแย้งโดยการหาวิธีใดวิธีหนึ่ง – วิธีใด ๆ – สําหรับข้อมูลภายในหลุมดําที่จะรั่วไหลออกมาผ่านรังสีฮอว์คิง ด้วยวิธีนี้เมื่อหลุมดําหายไปข้อมูลยังคงอยู่ในจักรวาลไม่ว่าจะด้วยวิธีใดการอธิบายกระบวนการนี้ต้องใช้ฟิสิกส์ใหม่ ”สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าความสัมพันธ์ทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัมในขณะที่พวกเขายืนไม่สอดคล้องกับแต่ละอื่น ๆ “โกโตะกล่าว “เราต้องหากรอบรวมสําหรับแรงโน้มถ่วงควอนตัม”
เรื่องราวของเอนโทรปีสองตัว
ในปี 1992 นักฟิสิกส์ Don Page อดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Hawking ได้ดูปัญหาความขัดแย้งของข้อมูลด้วยวิธีอื่น เขาเริ่มต้นด้วยการมองไปที่ความพัวพันควอนตัมซึ่งเป็นเมื่ออนุภาคที่อยู่ห่างไกลมีชะตากรรมของพวกเขาเชื่อมโยง ความพัวพันนี้ทําหน้าที่เป็นการเชื่อมต่อเชิงกลควอนตัมระหว่างรังสีฮอว์คิงและหลุมดําเอง หน้าวัดปริมาณของการพัวพันโดยการคํานวณ “เอนโทรปีพัวพัน” ซึ่งเป็นการวัดปริมาณข้อมูลที่มีอยู่ในรังสีฮอว์คิงที่พัวพัน
ในการคํานวณดั้งเดิมของฮอว์คิงไม่มีข้อมูลใด หลบหนีและเอนโทรปีที่พัวพันจะเพิ่มขึ้นเสมอจนกว่าหลุมดําจะหายไปในที่สุด แต่เพจพบว่าหากหลุมดําปล่อยข้อมูลออกมาจริง เอนโทรปีที่พัวพันจะเติบโตขึ้นในตอนแรก จากนั้นครึ่งทางของอายุการใช้งานของหลุมดําจะลดลงก่อนที่จะถึงศูนย์ในที่สุดเมื่อหลุมดําระเหย (หมายถึงข้อมูลทั้งหมดภายในหลุมดําได้หลบหนีในที่สุด)หากการคํานวณของเพจถูกต้องสิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าหากหลุมดําอนุญาตให้ข้อมูลหลบหนีได้สิ่งพิเศษจะต้องเกิดขึ้นในช่วงครึ่งทางของชีวิต ในขณะที่งานของเพจไม่ได้แก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูล แต่ก็ทําให้นักฟิสิกส์มีบางสิ่งที่ฉ่ําในการทํางาน หากพวกเขาสามารถให้หลุมดําวิกฤตวัยกลางคนแล้วการแก้ปัญหานั้นอาจแก้ไขความขัดแย้งได้
หลุมดํา Cygnus X-1 กําลังดึงวัสดุจากดาวสหายสีน้ําเงินขนาดใหญ่ เมื่อ “สิ่งของ” มาถึงขอบฟ้าเหตุการณ์แล้ว ไม่มีทางหนีใช่ไหม? (เครดิตภาพ: NASA/CXC)
เมื่อเร็ว ๆ นี้หลายทีมของนักทฤษฎีได้ใช้เทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่ยืมมาจากทฤษฎีสตริง – วิธีหนึ่งในการรวมความสัมพันธ์ของไอน์สไตน์กับกลศาสตร์ควอนตัม – เพื่อตรวจสอบปัญหานี้ พวกเขากําลังตรวจสอบว่าพื้นที่เวลาใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์อาจจะซับซ้อนมากขึ้นกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิดในตอนแรก ซับซ้อนแค่ไหน? ซับซ้อนที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ทําให้สามารถโค้งงอและดัดได้ในระดับกล้องจุลทรรศน์
งานของพวกเขานําไปสู่คุณสมบัติที่น่าแปลกใจสองประการ หนึ่งคือการปรากฏตัวของ “พื้นผิวควอนตัมสุดขั้ว” ใต้ขอบฟ้าเหตุการณ์ พื้นผิวภายในนี้ช่วยกลั่นกรองปริมาณข้อมูลที่ออกจากหลุมดํา ในตอนแรกมันไม่ได้ทําอะไรมาก แต่เมื่อหลุมดําอยู่ครึ่งทางของชีวิตมันเริ่มครอบงําการพัวพันลดปริมาณข้อมูลที่ปล่อยออกมา) เพื่อให้เอนโทรปีพัวพันเป็นไปตามการคาดการณ์ของเพจ สล็อตแตกง่าย
