Kummajaisesta käyttötavaraksi
Kirjoitin Helsingin opettajien ammattiyhdistyksen lehteen Rihveli 1/2022 mustien aukkojen olevasta kulta-ajasta otsikolla Kummajaisesta käyttötavaraksi. Artikkeli on tästä luettavissa. Ote:
On helppo selittää mikä musta aukko on: kyseessä on alue, jonka gravitaatio on niin voimakas, että mikään ei pääse sieltä pois. Mustat aukot ovat Albert Einsteinin ja David Hilbertin löytämän yleisen suhteellisuusteorian keskeinen ennustus, mutta niitä voi ymmärtää jo Isaac Newtonin gravitaatioteorian avulla.
”[…] kyseessä on alue, jonka gravitaatio on niin voimakas, että mikään ei pääse sieltä pois.”
Ilmeisesti mustien aukkojen informaatioparadoksi liittyy juurikin tuohon, mutta en ole koskaan ymmärtänyt, että miksei se tapahtumahorisontin ylitse singahtanut informaatio voi vain jäädä jemmaan mustaan aukkoon eikä se siinä tapaksessa varsinaisesti häviä/tuhoudu, sillä musta aukko on edelleen osa maailmankaikkeutta? Onko informaation aivan pakkoa kulkea eestaas ja siten Hawkingin säteily, tai jonkin vastaavan, olla välttämätöntä?
Mitä ikinä mustassa aukossa tapahtuukaan niin prosessin täytyy olla sellainen, että entropia kasvaa ja siten hyödynnettävän energian määrä vähenee. Ja kyllähän monimutkaista elämääkin voi pitää koneena, joka mahdollisimman tehokkaasti levittää Auringosta Maahan virtaavaa energiaa, ts. suuresta potentiaalierosta seuraa monimutkaisten ”entropiatehtaiden” olemassaolo. Musta aukko lienee myös jokin entropiatehdas, joka taas myöhemmin itsekin hajoaa (kuten hajoaa myös elämä maapallolla), kun prosessia ylläpitävä potentiaaliero hiipuu.
Informaatioparadoksissa on kyse siitä, että Hawkingin säteilyn takia musta aukko höyrystyy. Jos se lopulta katoaa kokonaan, mitä tapahtuu sinne menneelle informaatiolle?
Eikö informaatio höyrysty ulos säteilyn mukana?
Tjaa. Mutta silloinhan musta aukko ei olekaan absoluuttisen musta, vaan höyrystyessään vuorovaikuttaa tapahtumahorisontin ulkopuolisen ympäristön kanssa. Ja koska mikä tahansa vuorovaikutus välittää informaatiota, niin informaatio virtaa myös ulospäin – ainakin jossain kryptisessä muodossa.
Jos asiaa aprikoi perusperiaatteiden kautta, niin eikö ole suht’koht selvää, että kvanttivärähtelyt nakertavat mustia aukkoja siinä missä muitakin rakenteita, vaikka täsmällinen prosessi ei olisikaan selvillä?
Hawkingin laskun mukaan mustan aukon säteily on termistä, eli se ei sisällä mitään muuta informaatiota kuin lämpötilan (joka riippuu aukon massasta).
Yksi ratkaisuehdotus paradoksille on tosiaan se, että kun säteilyä tarkastelee tarkemmin, niin siihen on koodattu mustassa aukossa ollut informaatio. Ei tiedetä onko asia näin.
Tämä riittäköön tässä informaatioparadoksista, joka ansaitsisi oman merkintänsä.
Liittyy hyvin löyhästi blogiin. Olen törmännyt tähän Eisteinin, Hilbertin yleiseen suhteellisuusteoria -ilmaisuun mahdollisesti jossain blogissasi tai jossain muualla. Onko yleinen trendi, että Einsteinin yleistä suhteellisuusteoria kutsuttaisiin ”ainakin epäsuoraan ilmaistuna” Einstein-Hilbertin yleiseksi suhteellisuusteoriaksi ja ”omiko” Einstein sen?
Yleisellä suhteellisuusteorialla oli useita kehittäjiä. Sen lopullisen muodon löysivät suunnilleen samaan aikaan Einstein ja Hilbert, jotka työskentelivät erikseen, mutta olivat yhteydessä toisiinsa.