Sikkert du tror, at hvis du falder ind i et sort hul, så vil du være øjeblikkelig død. Men i virkeligheden, som foreslået af fysik, din skæbne vil blive meget mere mærkeligt. I fremtiden kan det ske for enhver. Måske du er forsøger at finde en ny beboelig planet for den menneskelige race eller bare faldt i søvn under den lange rejse. Hvad sker der, hvis du falder ind i et sort hul? Du ville forvente, at du vil male eller gå i stykker. Men det er ikke så.
På det tidspunkt, hvor du indtaster et sort hul i virkeligheden er opdelt i to dele. I en, vil du straks blive ødelagt, og en anden dykker ned i det sorte hul, helt uskadt.
Et sort hul er et sted, hvor kendte fysiske love ikke virker. Einstein lærte os, at tyngdekraften bøjer rummet i sig selv, og misdanner det. Så hvis du tager et tilstrækkeligt tæt objekt, rum-tid, kan blive så krum, at svøbte sig i sig selv, efter at lave et hul i stoffet af virkeligheden.
En massiv stjerne, der løb tør for brændstof, kan give ekstreme tæthed, der er nødvendige for at skabe denne deforme fase plads. Caving i under sin egen vægt og collapser, en massiv genstand med en vanedannende og rum-tid. Det gravitationelle felt er så kraftig, at det ikke kan lade selv lys end dømt region, hvor der er denne stjerne er, at en dyster skæbne: det sorte hul.
Den ydre grænse af et sort hul er dens event horizon, på hvilket tidspunkt af tyngdekraften, der modvirker forsøg af lys til at forlade hende. Komme for tæt på, og vil ikke være tilbage.
Event horizon af brændende energi. Kvantemekaniske effekter ved denne grænse skabe strømme af varme partikler, der strømmer tilbage i Universet. Denne såkaldte Hawking-stråling, der er opkaldt efter fysikeren Stephen Hawking, der forudså dens eksistens. Efter nok tid til et sort hul vil fordampe deres masse og forsvinde helt.
Den falder ind i et sort hul, vil du opdage, at pladsen er mere buet, mens der i center vil ikke blive buet uendeligt. Det er en singularitet. Tid og rum ophører med at have nogen betydning, og fysikkens love er kendt af os, der har brug for rum og tid er ikke længere virker.
Hvad sker der ved singulariteten? Ingen kender. Et andet univers? Glemsel? Matthew McConaughey er flydende på den anden side af reoler? Mysteriet.
Hvad sker der, hvis du ved et uheld falder i en af disse kosmiske aberration? Spørg først din kosmiske følgesvend — lad os kalde hende Anna — der ser ud som om du er flydende i retning af det sorte hul, mens det stadig på en sikker afstand. Hun ser mærkelige ting.
Hvis du er accelereret i retning af event horizon, Anna ser på, hvordan du strakt og forvrænget, som om hun ser på dig gennem en kæmpe forstørrelsesglas. Hertil kommer, at jo tættere du få til horisonten, jo mere dine bevægelser er hæmmede.
Du kan ikke råbe, fordi luften i rummet er der, men jeg kan prøve at signalere et budskab til Anna Morse lyset af hans iPhone (der er endda en app til dette). Men dine ord vil nå hende langsommere og langsommere, fordi lyset bølger er strakt til lavere og mere røde frekvenser, “Nå, h o p o W o, h o R om…”.
Når du når horisonten, Anna vil se, at du var frosset til, som om nogen har trykket på pause-knappen. Vil du være fast der, immobiliseret og strakte sig over hele overfladen af horisonten, når den stigende varme vil begynde at optage dig.
Ifølge Anna, du langsomt sletter spænding af rum, tid stoppe og varme af Hawking-stråling. Før du tager springet ind i mørket af et sort hul, du vil blive til aske.
Men før du begynder at planlægge begravelsen, lad os glemme alt om Anna og se denne forfærdelige scene fra dit synspunkt. Og ved du hvad sker der her? Ikke noget.
Du sejle lige ind i den mest onde manifestation af naturen og ikke får nogen stød eller slag — og bestemt ikke strakt, ikke aftagende, og ikke stege i stråling. Fordi er i frit fald og ikke føler, at gravitation: Einstein kaldte det “den lykkeligste tanke”.
I den ende, hvis horisont er ikke en mur, svævende i rummet. Det er en artefakt af perspektiv. Den observatør, der forbliver udenfor et sort hul, kan ikke se igennem det, men det er ikke dit problem. For du horisont ikke eksisterer.
Hvis det sorte hul, der var mindre, ville du have et problem. Tyngdekraften vil blive meget stærkere på dine fødder end i dit hoved, og du ville være strakt som spaghetti. Men heldigvis for dig, det er et stort sort hul, der er millioner af gange tungere end Solen, så de kræfter, der kunne have du spagettification, svag nok til at blive ignoreret.
Desuden er et tilstrækkeligt stort sort hul du kan leve resten af sit liv, og efter at dø på singulariteten.
Hvordan normale dette liv, vil være de store spørgsmål i betragtning af, at du suget ind mod din vilje ind i hullet i rum-tid kontinuum, og der er ingen vej tilbage.
Men hvis du tænker over det, vi alle kender følelsen, oplevelsen af ikke kommunikere med plads, men med tiden. Tiden går kun fremad, aldrig tilbage, og trækker os mod vores vilje, efterlader ingen chance for at trække sig tilbage.
Det er ikke bare en analogi. Sorte huller forvrider rum og tid til sådan en ekstrem tilstand, at inde i den begivenhed horisont af et sort hul af tid og plads til faktisk at skifte roller. Faktisk, tiden er, hvad der suger dig ind i en singularitet. Du kan ikke vende rundt og gå væk fra det sorte hul, der er nøjagtig de samme som ikke kan vende rundt og gå tilbage til fortiden.
På dette tidspunkt er du spørge dig selv: hvad er der galt med Anna? Hvis du hvile inde i et sort hul, der er omgivet af tomme rum, hvorfor din partner ser, hvordan du brænde op i den stråling på event horizon? Hallucinationer?
I virkeligheden, Anna er i perfekt helbred. Fra hendes synspunkt, du er virkelig brændte på horisonten. Det er ikke en illusion. Hun kunne selv samle din aske og sende ham hjem.
I virkeligheden, naturens love kræver, at du forbliver uden for det sorte hul, som set fra perspektivet af Anna. Dette er fordi quantum fysik kræver, at oplysninger ikke går tabt, ikke går tabt. Hver bit af information, der fortæller om din eksistens, skal forblive bag horisonten, at fysikkens love Anna er ikke krænkes.
På den anden side af fysikkens love kræver også, at du sejlede over horisonten uden at kollidere med varme partikler eller noget ud over det sædvanlige. Ellers, du vil betyde, at “de lykkeligste tanke” af Einstein og hans Generelle relativitetsteori.
Så fysikkens love kræve, at du var på samme tid uden for det sorte hul i form af en håndfuld af aske og inde i det sorte hul, i live og godt. Og der er også en tredje lov i fysik, som siger, at information ikke kan blive klonet. Du er nødt til at være to steder, men der kan kun være en kopi af dig.
Anyway, de af fysikkens love, fører os til den konklusion, hvilket synes at være temmelig meningsløst. Fysikere kalder denne puslespil af de oplysninger paradoks, at et sort hul. Heldigvis, i 1990’erne, fandt de en måde at løse det på.
Leonard Susskind kom til den konklusion, at der ikke er noget paradoks, fordi ingen ser din kopi. Anna ser kun én kopi af dig. Du ser kun én kopi. Du og Anna vil aldrig være i stand til at matche (og dens observationer for). Og der er ingen tredje observatør samtidig kan observere et sort hul fra indersiden og ydersiden. Så ikke nogen af fysikkens love ikke overtrædes.
Men du ville sikkert gerne vide, hvis historien er sand. Du død eller levende? Hvis sorte huller os noget og lært, svaret på det spørgsmål er ganske enkelt ikke. Virkeligheden afhænger af, hvem du spørger. Der er den virkelighed, Anna og din virkelighed. Det er alt.
Under alle omstændigheder, så troede i lang tid. Sommeren 2012 fysik Ahmed, Almari, Donald Marolf, Joe Polchinski og James Sully, der kollektivt er kendt som FORSTÆRKERE, undfanget en tanke eksperiment, der truer med at vende alt, hvad vi havde indsamlet om sorte huller.
De foreslog, at afgørelsen af Susskind baseret på det faktum, at enhver uoverensstemmelse mellem dig og Anna-medieret event horizon. Betyder ikke noget, så Anna dårlig version af dig, revet Hawking-stråling, fordi den horisont, ikke lade hende se en anden version af dig, som flyder i et sort hul.
Men hvad nu, hvis hun havde en mulighed for at vide, hvad der var på den anden side af horisonten uden at krydse det?
Normal relativitetsteori vil sige “nej-nej”, men kvantemekanik udvisker reglerne en smule. Anna kunne se horisonten ved hjælp af et lille trick, som Einstein kaldte “spooky action på afstand”.
Dette sker, når to sæt af partikler, der er adskilt i rummet, der på mystisk vis er uklar. De er en del af en usynlig hele, derfor, information, der beskriver dem, på en mystisk måde binder mellem dem.
Den idé af FORSTÆRKERE baseret på dette fænomen. For eksempel, Anna skovler en smule af oplysninger om horizon — lad os kalde hende A.
Hvis hendes historie er sand, og du har allerede gået til en bedre verden, Og derefter, øse op Hawking stråling uden for det sorte hul skal være filtret sammen med en anden partikel B af oplysninger, der er også en del af den varme skyer af stråling.
På den anden side, hvis din historie er sand, og du er i live og godt på den anden side af event horizon, så En må forveksles med en anden oplysning, C, som er et sted inde i det sorte hul. Men her er pointen: hver bit af oplysninger, du kan få tabte kun én gang. Af dette følger, at Og kan forveksles med enten B eller C, men ikke samtidigt med begge dele.
Så, Anna tager en partikel En og sætter den i bilen manuel afkodning af forvirring, som giver hende svar: a, B, eller C.
Hvis svaret er C, din historie vinder, men de love, af kvantemekanikken er overtrådt. Hvis A er viklet ind i C, som er dybt inde i et sort hul, så er dette stykke af oplysninger tabt til Anna for altid. Det er i strid med quantum lov om umuligheden af at miste information.
B. afkodning fortsat, Hvis Anne opdager, at En forvirret med B, Anna vinder og den Generelle relativitetsteori taber. Hvis En forvirret med B, historien om Anna er den eneste sande historie, hvilket betyder, at du faktisk er brændt ned til grunden. I stedet for at skulle til at sejle lige igennem den horisont, som tyder på, relativitetsteori, vil du blive konfronteret med en brændende mur af ild.
Dermed vender vi tilbage til hvor vi startede: hvad sker der, når du falder ind i et sort hul? Du glider gennem det og leve et normalt liv, takket være den virkelighed, der mærkeligt afhænger af iagttageren? Eller du kommer til horisonten af et sort hul, kun for at blive konfronteret med en dødelig mur af ild?
Ingen kender svaret, og derfor dette spørgsmål er blevet et af de mest kontroversielle inden for grundlæggende fysik.
Mere end hundrede år, og fysikere har forsøgt at forene Almen relativitet med kvantemekanik at tro, at en af dem vil have i sidste ende til at indrømme. Løsningen på ovenstående paradoks vægge af brand, skal henvise til vinderen, og til at føre os til endnu dybere teori om Universet.
Et af de spor, der kan ligge i bilen, afkodning Anne. For at finde ud af, hvilke andre stumper af oplysninger, der er viklet ind i En, er ekstremt udfordrende. Derfor, fysik Daniel Harlow af Princeton University i new Jersey, og Patrick Hayden, der arbejder på Stanford University i Californien, besluttede at finde ud af, hvor meget tid der kræves, for at afkode.
I 2013, og de vurderer, at der selv med den hurtigste computer i eksistens, Anne bruge en frygtelig masse tid på at afkode den forvirring. Ved den tid, hun finder svaret, det sorte hul, der allerede for lang tid, vil fordampe, forsvinder fra Universet og vil tage med dem mysteriet om den dødbringende vægge af brand.
Hvis dette er tilfældet, at man kun kompleksiteten af problemet kan blande sig med Anna til at finde ud af, hvis historien er sand. Begge historier vil fortsat være lige så sandt, at fysikkens love er intakt, virkelighed, uafhængig af iagttageren, og ingen ville være i fare for at blive absorberet af den mur af ild.
Det giver også fysikere en ny food for thought: Gryaznaya forbindelse mellem komplekse beregninger (såsom dem, der ikke kan holde Anna) og rum-tid. Måske et sted der er meget mere bag.
Disse er de sorte huller. De er ikke kun irriterende hindringer for plads rejsende. De er også teoretisk laboratorier, som bragte de af fysikkens love, at en hvid varmen, og de subtile nuancer i vores Univers udlede et sådant niveau, at for at ignorere dem længere.
Hvis den sande natur af virkeligheden et eller andet sted, det bedste sted at søge efter det, er et sort hul. Dog, til at se bedre ud indefra. Send Anna, hendes tur nu.
Hvad sker der, hvis du falder ind i et sort hul?
Ilya Hel