Säkert att du tror att om du faller in i ett svart hål, då du kommer att bli omedelbar död. Men i verkligheten som föreslagits av fysik, ditt öde kommer att vara mycket mer konstigt. I framtiden kan det hända vem som helst. Kanske du försöker att hitta en ny beboelig planet för den mänskliga rasen eller bara somnade under den långa resan. Vad händer om du faller in i ett svart hål? Skulle du förvänta dig att du kommer att mala eller bryta. Men det är inte så.
I ögonblicket när du går in i ett svart hål, verkligheten är uppdelad i två delar. I en kommer du att omedelbart förstöras, och en annan dyk in i det svarta hålet helt oskadda.
Ett svart hål är en plats där kända fysikens lagar inte fungerar. Einstein lärde oss att gravitation böjer rymden i sig, och deformerar den. Så om du tar en tillräckligt tät objekt, utrymme-tid kan bli så böjd som lindade sig i sig själv, efter att ha gjort ett hål i tyget i verkligheten.
En massiv stjärna som fick slut på bränsle, kan ge extrem täthet som krävs för att skapa denna deformerade fas utrymme. Rämnade under sin egen vikt och hopdragna alternativen, ett massivt objekt med en beroendeframkallande och utrymme-tid. Gravitationsfält som är så kraftfull att den kan inte lämna ljus än de dömda regionen, där det är denna stjärna, ett dystert öde: det svarta hålet.
Den yttre gränsen av ett svart hål är dess händelse horisonten, den punkt där tyngdkraften motverkar försöken av ljus för att lämna henne. Kommer för nära och kommer inte att återvända.
Event horizon för att bränna energi. Kvantmekaniska effekter på gränsen skapa strömmar av heta partiklar rinner tillbaka ut i Universum. Denna så kallade Hawking-strålning, uppkallad efter fysikern Stephen Hawking, som förutspådde dess existens. Efter tillräckligt lång tid i ett svart hål kommer att avdunsta deras massa och försvinna helt.
Kastar sig in i ett svart hål, kommer du att finna att utrymmet är mer böjd, medan den i centrum kommer inte vara böjda i det oändliga. Det är en singularitet. Tid och rum har upphört att ha någon betydelse, och att fysikens lagar är känd för oss som behöver utrymme och tid inte längre fungerar.
Vad händer vid singularity? Ingen som vet. Ett annat universum? Glömska? Matthew McConaughey är flytande på andra sidan av bokhyllan? Mysterium.
Vad händer om du av misstag hamnar i en av dessa kosmiska aberration? Först fråga din kosmiska följeslagare — låt oss kalla henne Anna — som ser ut som att du svävar mot det svarta hålet, medan det fortfarande är på ett säkert avstånd. Hon tittar på konstiga saker.
Om du är tilltog mot event horizon, Anna ser hur du sträckt och förvrängd, som om hon tittar på dig genom ett gigantiskt förstoringsglas. Dessutom, ju närmare du kommer till horisonten, desto mer kommer din rörelserna är långsamma.
Du kan inte skrika, eftersom luften i utrymmet finns, men jag kan försöka att signalera ett meddelande till Anna Morse ljuset av hans iPhone (finns även som app för detta). Men dina ord kommer att nå hennes långsammare och långsammare, eftersom ljusvågorna sträcks till lägre och mer röd frekvenser, “Tja, h o p o W o, h o R om…”.
När du når horisonten, Anna kommer att se att du var frusen som om någon tryckt på paus-knappen. Du kommer att fastna där, orörlig och sträckte sig över ytan av horisonten, när den ökande värmen kommer att börja ta emot dig.
Enligt Anna, du sakta avlägsnar spänningar av utrymme, tid, stanna och värme Hawking-strålning. Innan du tar steget ut i mörkret som ett svart hål, du kommer att förvandlas till aska.
Men innan du börjar planera begravningen, låt oss glömma om Anna och visa denna fruktansvärda scen från din synvinkel. Och du vet vad som händer här? Ingenting.
Du segla rakt in i den mest onda manifestation av naturen och inte få några bulor eller blåmärken — och definitivt inte räckte, inte saktar ner och stek i-strålning. Eftersom det är i fritt fall och inte känner gravitation: Einstein kallade det “den lyckligaste trodde”.
I slutet, event horizon är inte en vägg som svävar i rymden. Det är en artefakt av perspektiv. Den observatör som står utanför ett svart hål, kan inte se igenom det, men det är inte ditt problem. För dig horisonten inte finns.
Om det svarta hålet var mindre, skulle du ha ett problem. Gravitationskraften skulle vara mycket starkare på fötterna än vid ditt huvud, och du skulle sträckas som spagetti. Men tur för dig att det är ett stort svart hål, miljoner gånger tyngre än Solen, så de krafter som kunde ha du spagettification, svag nog för att ignoreras.
Dessutom, ett tillräckligt stort svart hål, kan du leva resten av sitt liv, och efter att dö vid singularity.
Hur vanligt detta liv kommer att bli den stora frågan, med tanke på att du sugs mot din vilja i springan i space-time continuum och det finns ingen återvändo.
Men om du tänker på det, vi vet alla känslan, upplevelsen av att kommunicera inte med utrymme, men med tid. Tiden går bara framåt, aldrig bakåt, och drar oss mot vår vilja, lämnar ingen chans till reträtt.
Det är inte bara en analogi. Svarta hål snedvrida utrymme och tid att en sådan extrem staten att i den händelse horisont av ett svart hål utrymme och tid att faktiskt byta roller. I själva verket är tiden vad som suger in dig i en singularitet. Du kan inte vända och gå bort från det svarta hålet är exakt samma sak som inte kan vända och gå tillbaka till det förflutna.
Vid denna punkt du fråga dig själv: vad är det för fel med Anna? Om du vila inuti ett svart hål, att vara omgiven av tomt utrymme, varför din partner ser hur du bränna upp i den strålning vid event horizon? Hallucinationer?
I själva verket, Anna är i perfekt hälsa. Ur hennes synvinkel, har du verkligen brann på horisonten. Det är inte en illusion. Hon kunde även samla din aska och skicka hem honom.
I själva verket är naturens lagar kräver att du förblir utanför det svarta hålet, som kan ses ur perspektivet av Anna. Detta är på grund av att kvantfysiken kräver att information inte går förlorad, inte förlorat. Varje bit av information som talar om för din existens, måste förbli bortom horisonten, att fysikens Anna är inte kränks.
Å andra sidan, fysikens lagar kräver också att du seglade över horisonten utan att kollidera med heta partiklar eller något ut över det vanliga. Annars, du kommer att bryta mot “den lyckligaste trodde” Einstein och hans Allmänna relativitetsteori.
Så, fysikens lagar kräver att du var på samma gång utanför den svarta hål i form av en handfull av aska och inuti det svarta hålet, levande och väl. Och det är också en tredjedel av fysikens lagar som säger att information inte kan vara klonade. Du måste vara på två ställen, men det kan bara vara en kopia av dig.
Hur som helst, fysikens lagar leder oss till slutsatsen, som verkar ganska meningslöst. Fysikerna kallar detta pussel information paradox i ett svart hål. Lyckligtvis, på 1990-talet, har de hittat ett sätt att lösa det.
Leonard Susskind kom till slutsatsen att det är ingen paradox, eftersom ingen ser din kopia. Anna ser bara en kopia av dig. Du ser bara en kopia. Du och Anna aldrig kommer att kunna matcha (och sina synpunkter). Och det är ingen utomstående observatör kan samtidigt observera ett svart hål från insidan och utsidan. Så ingen fysikens lagar inte överträds.
Men du kanske skulle vilja veta vars berättelse är sann. Du död eller levande? Om svarta hål oss något och lärde, svaret på den frågan är helt enkelt nej. Verkligheten beror på vem du frågar. Det är verkligheten för Anna och din verklighet. Det är allt.
I alla fall, så tänkte under en lång tid. Sommaren 2012 fysik Ahmed, Almari, Donald Marolf, Joe Polchinski och James Sully, som tillsammans kallas för AMPS, fick ett tankeexperiment som hotar att förvandla allt vi hade samlat in om svarta hål.
De föreslog att beslut av Susskind baserat på det faktum att någon skillnad mellan dig och Anna-medierad händelse horisonten. Spelar ingen roll såg Anna dålig version av dig, slits Hawking-strålning, eftersom horisonten inte tillåter henne att se en annan version av dig, flytande i ett svart hål.
Men vad händer om hon hade ett sätt att veta vad som var på andra sidan horisonten utan att korsa det?
Normal relativitetsteorin kommer att säga “no-no”, men kvantmekanik suddar reglerna lite. Anna kunde se horisonten med ett litet trick, som Einstein kallade “spooky action at a distance”.
Detta inträffar när två uppsättningar av partiklar separeras i rymden, mystiskt förvrängd. De är en del av en osynlig hela, alltså den information som beskriver dem, på ett mystiskt sätt binder mellan dem.
Tanken AMPERE baserat på detta fenomen. Till exempel, Anna kammar hem en bit av information på horisonten — låt oss kalla henne A.
Om hennes berättelse är sann, och att du redan har gått till en bättre värld, Och då, skopa upp Hawking-strålning utanför det svarta hålet måste vara intrasslad med en annan partikel B av information, som också är en del av den heta moln av strålning.
Å andra sidan, om din berättelse är sann och att du är levande och väl på andra sidan av event horizon, då Ett måste att vara ihop med en annan bit av information C, som är någonstans inne i det svarta hålet. Men här är poängen: för varje bit av information som du kan få endast förlorat en gång. Från detta följer att Och kan förväxlas med antingen B eller C, men inte samtidigt med båda.
Så, Anna tar en partikel En och lägger den i bilen manuell avkodning av förvirring, vilket ger henne svar: a, B, eller C.
Om svaret är C, din berättelse vinner, men de kvantmekaniska lagarna har överträtts. Om En är intrasslad med C, som är djupt inne i ett svart hål, då denna bit av information som går förlorad till Anna för alltid. Detta strider mot quantum lag på det omöjliga i att förlora information.
B. avkodning kvarstår Om Anne upptäcker att En förvirrad med B, Anna vinner och den Allmänna relativitetsteorin förlorar. Om En förvirrad med B, berättelsen om Anna är den enda sanna historia, vilket innebär att du faktiskt brann ner till grunden. I stället för att segla rakt igenom horisonten, som tyder på relativitetsteorin, kommer du att ställas inför en sprakande vägg av eld.
Således är vi tillbaka till där vi började: vad händer när man faller in i ett svart hål? Du glider igenom det och leva ett normalt liv, tack vare den verklighet som konstigt nog beror på betraktaren? Eller om du kommer till horisont på ett svart hål bara för att konfronteras med ett dödligt mur av eld?
Ingen vet svaret, och därför har frågan blivit en av de mest kontroversiella i fält av grundläggande fysik.
Mer än ett hundra år, fysiker har varit att försöka förena den Allmänna relativitetsteorin med kvantmekaniken, att tro att en av dem kommer att ha i slutändan att medge. Lösningen på ovanstående paradox väggar av eld måste se till vinnaren och för att leda oss till ännu djupare teori om Universum.
En av ledtrådarna kan ligga i bilen, avkodning Anne. För att ta reda på vilka andra bitar av information intrasslad med En, är mycket utmanande. Därför, fysik Daniel Harlow i Princeton University i new Jersey, och Patrick Hayden, som arbetar vid Stanford University i Kalifornien, bestämde sig för att ta reda på hur mycket tid som krävs för avkodning.
Under 2013 räknar man med att även med den snabbaste datorn i tillvaron, Anne behöver en väldig massa tid att avkoda förvirring. När hon finner svaret, svarta hål, som redan under en lång tid kommer att försvinna, försvinna från Universum och kommer att ta med dem mysteriet med den dödliga väggar av eld.
Om det är så, att en enda komplexiteten av problemet kan blanda sig med Anna för att ta reda på vars berättelse är sann. Båda berättelserna kommer att förbli lika sant, fysikens lagar intakt, verklighet oberoende av observatören, och ingen skulle vara i fara för att absorberas av den mur av eld.
Det ger också läkare med en ny tankeställare: Gryaznaya samband mellan komplexa beräkningar (som de som inte kan hålla Anna) och utrymme-tid. Kanske någonstans det finns mycket mer bakom.
Dessa är svarta hål. De är inte bara irriterande hinder för rymdresenärer. De är också teoretiska laboratorier, som förde fysikens lagar till en vit värme, och de subtila nyanserna i vårt Universum härleda en sådan nivå att ignorera dem längre.
Om den sanna naturen av verkligheten någonstans, den bästa platsen att söka efter det, är ett svart hål. Men, för att se bättre ut från insidan. Skicka Anna, hennes tur nu.
Vad händer om du faller in i ett svart hål?
Ilya Hel