Fizikantët hedhin dritë për informacionet rreth lëndës së konsumuar nga vrimat e zeza

Një fizikan RIKEN dhe dy kolegë kanë zbuluar se një vrimë krimbi – një urë që lidh rajonet e largëta të Universit – ndihmon për të hedhur dritë mbi misterin e asaj që ndodh me informacionin rreth lëndës së konsumuar nga vrimat e zeza.

Teoria e relativitetit të përgjithshëm të Ajnshtajnit parashikon se asgjë që bie në një vrimë të zezë nuk mund të shpëtojë nga kthetrat e saj. Por në vitet 1970, Stephen Hawking llogariti se vrimat e zeza duhet të lëshojnë rrezatim kur merret parasysh mekanika kuantike, teoria që rregullon sferën mikroskopike. “Ky quhet avullimi i vrimës së zezë sepse vrima e zezë tkurret, ashtu si një pikë uji që avullohet,” shpjegon Kanato Goto i Shkencave Teorike dhe Matematikore Ndërdisiplinore RIKEN.

Megjithatë, kjo çoi në një paradoks. Përfundimisht, vrima e zezë do të avullojë tërësisht – dhe po ashtu çdo informacion rreth përmbajtjes së saj të gëlltitur. Por kjo bie ndesh me një thënie themelore të fizikës kuantike: se informacioni nuk mund të zhduket nga Universi. “Kjo sugjeron që relativiteti i përgjithshëm dhe mekanika kuantike siç janë aktualisht janë të papajtueshme me njëra-tjetrën,” thotë Goto. “Ne duhet të gjejmë një kornizë të unifikuar për gravitetin kuantik.”

Shumë fizikanë dyshojnë se informacioni ikën, i koduar disi në rrezatim. Për të hetuar, ata llogaritin entropinë e rrezatimit, e cila mat se sa informacion humbet nga këndvështrimi i dikujt jashtë vrimës së zezë. Në vitin 1993, fizikani Don Page llogariti se nëse nuk humbet asnjë informacion, entropia fillimisht do të rritet, por do të bjerë në zero ndërsa vrima e zezë zhduket.

Kur fizikanët thjesht kombinojnë mekanikën kuantike me përshkrimin standard të një vrime të zezë në relativitetin e përgjithshëm, Page duket të jetë gabim – entropia rritet vazhdimisht ndërsa vrima e zezë tkurret, duke treguar se informacioni është i humbur.

Por kohët e fundit, fizikanët kanë eksploruar se si vrimat e zeza imitojnë vrimat e krimbave – duke siguruar një rrugë shpëtimi për informacion. Kjo nuk është një vrimë krimbi në botën reale, por një mënyrë për të llogaritur matematikisht entropinë e rrezatimit, vëren Goto. “Një vrimë krimbi lidh brendësinë e vrimës së zezë dhe rrezatimin jashtë, si një urë.”

Kur Goto dhe dy kolegët e tij kryen një analizë të detajuar duke kombinuar si përshkrimin standard ashtu edhe një fotografi të vrimës së krimbit, rezultati i tyre përputhej me parashikimin e Page, duke sugjeruar se fizikanët kanë të drejtë të dyshojnë se informacioni ruhet edhe pas shkatërrimit të vrimës së zezë.

“Zbuluam një gjeometri të re të hapësirë-kohës me një strukturë të ngjashme me vrimë krimbi që ishte anashkaluar në llogaritjet konvencionale,” thotë Goto. “Entropia e llogaritur duke përdorur këtë gjeometri të re jep një rezultat krejtësisht të ndryshëm.”

Por kjo ngre pyetje të reja. “Ne ende nuk e dimë mekanizmin bazë se si informacioni përcillet nga rrezatimi,” thotë Goto. “Ne kemi nevojë për një teori të gravitetit kuantik.”