פרדוקס השמדת המידע

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

פרדוקס השמדת המידע, המוכר גם בתור פרדוקס המידע, הוא פרדוקס פיזיקלי, לפיו מידע הטמון בחומר שנכנס לתוך חור שחור עלול להיעלם בעקבות תהליך ה"התאדות" של חורים שחורים, המכונה קרינת הוקינג.

תוכן עניינים

1 מקור הפרדוקס
2 דוגמה
3 מצב המחקר כיום
4 ההתערבות של הוקינג
5 ראו גם
6 קישורים חיצוניים

[עריכה] מקור הפרדוקס

חלקיק שנמצא במצב קוונטי מוגדר נושא מידע. על-פי תורת הקוונטים התפתחות של מערכת קוונטית לאורך זמן תאופיין תמיד על-ידי התמרה יוניטרית, אשר מעצם טבעה משמרת מידע.

משפט האין-שיער קובע ששלושת הפרמטרים היחידים של החור השחור, שאותם ניתן למדוד מחוץ לאופק האירועים הם מסה, תנע זוויתי ומטען. לכן, אם החלקיקים המרכיבים את החור השחור נשאו מידע נוסף לפני שהם נכנסו לתוכו, הרי מידע זה אמור להיות בתוך החור השחור. יש להוסיף שהתהליך הקוונטי של קרינת הוקינג, שבמהלכו מסת החור השחור קטנה, אינו מוציא מידע מחוץ לחור השחור, משום שהחלקיקים המרכיבים קרינה זו נמצאים במצב קוונטי מעורב (סופרפוזיציה).

כל עוד החור השחור קיים אנו יכולים להניח שהמידע נמצא בתוכו, אולם עם התאדותו הסופית על-ידי פליטת קרינת הוקינג, נשאלת השאלה לגבי מיקום הימצאותו של המידע. אם המידע נעלם אז לפנינו תהליך לא יוניטרי ובלתי הפיך, אשר איננו אפשרי על-פי תורת הקוונטים.

[עריכה] דוגמה

נניח שקיימים שני כוכבים מסיביים שאינם טעונים. אחד מורכב מחומר בצורת אטומים רגילים והשני מורכב מאנטי-חומר בצורת אנטי-חלקיקים. אם שני הכוכבים עוברים קריסה כבידתית אז יווצרו שני חורים שחורים זהים שצופה חיצוני לא יוכל להבחין ביניהם. כל עוד החורים השחורים קיימים, נוכל להניח כי המידע לגבי הרכבם מצוי פנימה לאופק האירועים, וצופה חיצוני אשר יכול למדוד רק את המסה, את התנע הזוויתי ואת המטען שלהם, יקבל עבור שניהם תוצאות מדידה זהות.

על פי הבנתנו את קרינת הוקינג, היא לא נושאת מידע, ולכן גם היא לא תעזור להבחין בין "כוכב החומר" ל"כוכב האנטי-חומר". תהליך פליטת קרינת הוקינג יגרום לחורים השחורים להיעלם לחלוטין כעבור זמן מסוים, ונשאלת השאלה אם המידע לגבי הרכבם המקורי של הכוכבים אבד? תשובה חיובית לשאלה זו, הנגזרת מתיאור התהליך, מנוגדת לדרך בה אנו מבינים את מהותם של תהליכים קוונטיים בתור תהליכים משמרי מידע.

[עריכה] מצב המחקר כיום

נכון להיום (2007) אין פתרון לפרדוקס המידע. ההתקדמות היחידה בהתרתו של הפרדוקס חלה בשנת 1998, עת ניתן חיזוק תיאורטי לעיקרון ההולוגרפי בצורת התאמה הידועה בשם התאמת AdS/CFT. לפי העיקרון ההולוגרפי, כל המידע שאותו נושא גוף מסוים, מרוכז על-פני המעטפת החיצונית שלו. היות שמקורה של קרינת הוקינג במעטפת החיצונית של החור השחור (אופק האירועים), ייתכן שקרינת הוקינג בכל-זאת נושאת מידע כלשהו.

[עריכה] ההתערבות של הוקינג

הפיזיקאי ג'ון פרסקיל, הטוען כי המידע איננו אובד, התערב על-כך בשנת 1997 כנגד סטיבן הוקינג וקיפ תורן. לפי נוסח ההתערבות על המפסיד למסור למנצח אנציקלופדיה שממנה "ניתן לשלוף מידע על פי הצורך". בשנת 2004 הודה הוקינג בהפסד, אולם הוא לא נימק את השינוי בעמדתו בצורה נהירה. הוקינג שלח לפרסקיל כפרס את האנציקלופדיה של הבייסבול. נכון להיום (2007) תורן נותר איתן בעמדתו.