ماهى بالضبط معضلة ضياع المعلومات فى الثقب الأسود?
اولا الثقب الاسود هو نجم انهار تحت تأثير وزنه بعد ان انهزمت القوة النووية القوية امام قوة الثقالة و ستنهزم كل القوى الطبيعية اماما الثقالة ان آجلا او عاجلا.
والثقب الاسود هو اعظم جرم سماوى قاطبة وهو اقواها لا يقف عاجزا -ولا يقف فعلا عاجزا لكنه يقف- أمام قوة الانفجار الأكبر وهو أكبر الاجرام السماوية عمرا فهو سيموت تقريبا مع موت الكون نفسه (فيما يسمى الموت الحرارى).
ثانيا وعندما ينهار الثقب الاسود فانه سيحتل بقعة صغيرة جدا من الفضاء مما يؤدى الى تشكل افق (يسمى افق الحدث) خارج الثقب الاسود وهو الذى يحدد حدود الثقب الاسود.
والافق هو افق لانه لا يمكن لأى شيء حتى الضوء نفسه ان يهرب من قوة ثقالة الثقب الجهنمية بعد ان يمر عبر هذا الخط او هذا الافق.
اذن من ناحية النسبية العامة وهى نظرية كلاسيكية فانه لا يوجد ضياع لأى معلومات فلا شيء ابدا يصدر عن الثقب لانه ثقب فى الفضاء وهو اسود. فالمعلومات كلها محبوسة داخل الثقب و الثقب لا يتبخر و رغم ان المعلومات لا تستطيع ان تخرج الا انها ايضا لا تضيع لان الثقب لا يضيع فى التبخر.
لكن الآن يدخل الميكانيك الكمومى الى الموضوع و يفسد كل هذه الحكاية الجميلة على النسبية العامة.
ثالثا قوة الثقالة للثقب هائلة جدا كما ذكرت وهى قوية الى الحد انها تولد جسيمات افتراضية حقلية فى الفضاء المحيط بالثقب.
تذكروا ان الثقب لاي وجد فى فراغ او عدم مطلق بل هو موجود فى حالة فراغية كمومية لكل الحقول الموجودة فى الكون.
اذن قوة الثقالة للثقب تولد جسيمات افتراضية من الفراغ الكمومى التى تعود و تتلاشى بسرعة شديدة فى الفراغ الكمومى وهذا كله انعكاس لمبدأ الارتياب لهايزنبرغ.
هذه الجسيمات الافتراضية و لانها تتولد من الفراغ الكمومى فهى تتولد على شكل ازواج جسيم/جسيم-مضاد.
رابعا لكن قد يحدث ان بعض (بل كثير) من هذه الحسيمات المتولدة او المتخلقة ان تتخلق على افق الحدث عندها فان احد الزوجين يسقط فى الثقب (وهو الكيوبيت qbit او وحدة المعلومة الكمومية الضائعة) اما الآخر فانه يطير بعيدا عن الثقب الى مالانهاية وهو جسيم هاوكنيغ الذى ستتشكل منه اشعاع هاوكينغ.
خامسا الجسيم الساقط فى الثقب يحمل طاقة سالبة مما يتسبب فى نقصان كتلة الثقب الاسود. اذن الثقب هو يتبخر تحت تأثير التفاعلات الكمومية الحقلية فى خلفية الجسيم الاسود.
سادسا معضلة ضياع المعلومات هى بالضبط القضية ان حالة الزوج الافتراضى جسيم/جسيم-مضاد الذى تولد عند افق الحدث هى حالة كمومية نقية اما حالة جسيم هاوكينغ الذى ذهب خارج الثقب الى مالانهاية فهى حالة حرارية مختلطة.
الحالة المختلطة لا تحتوى على اى من الترابطات الكمومية quantum correlations التى كانت تحتويها الحالة النقية و من تلك الترابطات يمكن معرفة كل شيء عن الكيوبيت الساقط و بدونها فان الكيوبيت الساقط هو فى الحقيقة كيوبيت ضائع.
واذن لدينا وضعية فيزيائية حالتها الابتدائية هى حالة نقية ثم تطورت الى حالة نهائية عبارة عن حالة مختلطة وهذا يستحيل ان تعطيه معادلة شردودينغر و لهذا فان القوم يريدون التضحية عوض ذلك بالنسبية العامة.
وهذا أكبر تحدى ترفعه الثقوب السوداء فى الفيزياء النظرية وحله يتطلب حل معضلة (نظرية الثقالة الكمومية) و (معضلة الرصد الكمومى) ولهذا فان الناس مهتمون بها و اننى معهم مهتم بهذه الملائكة او الشياطين الكونية الاقوى فى الطبيعة.
اولا الثقب الاسود هو نجم انهار تحت تأثير وزنه بعد ان انهزمت القوة النووية القوية امام قوة الثقالة و ستنهزم كل القوى الطبيعية اماما الثقالة ان آجلا او عاجلا.
والثقب الاسود هو اعظم جرم سماوى قاطبة وهو اقواها لا يقف عاجزا -ولا يقف فعلا عاجزا لكنه يقف- أمام قوة الانفجار الأكبر وهو أكبر الاجرام السماوية عمرا فهو سيموت تقريبا مع موت الكون نفسه (فيما يسمى الموت الحرارى).
ثانيا وعندما ينهار الثقب الاسود فانه سيحتل بقعة صغيرة جدا من الفضاء مما يؤدى الى تشكل افق (يسمى افق الحدث) خارج الثقب الاسود وهو الذى يحدد حدود الثقب الاسود.
والافق هو افق لانه لا يمكن لأى شيء حتى الضوء نفسه ان يهرب من قوة ثقالة الثقب الجهنمية بعد ان يمر عبر هذا الخط او هذا الافق.
اذن من ناحية النسبية العامة وهى نظرية كلاسيكية فانه لا يوجد ضياع لأى معلومات فلا شيء ابدا يصدر عن الثقب لانه ثقب فى الفضاء وهو اسود. فالمعلومات كلها محبوسة داخل الثقب و الثقب لا يتبخر و رغم ان المعلومات لا تستطيع ان تخرج الا انها ايضا لا تضيع لان الثقب لا يضيع فى التبخر.
لكن الآن يدخل الميكانيك الكمومى الى الموضوع و يفسد كل هذه الحكاية الجميلة على النسبية العامة.
ثالثا قوة الثقالة للثقب هائلة جدا كما ذكرت وهى قوية الى الحد انها تولد جسيمات افتراضية حقلية فى الفضاء المحيط بالثقب.
تذكروا ان الثقب لاي وجد فى فراغ او عدم مطلق بل هو موجود فى حالة فراغية كمومية لكل الحقول الموجودة فى الكون.
اذن قوة الثقالة للثقب تولد جسيمات افتراضية من الفراغ الكمومى التى تعود و تتلاشى بسرعة شديدة فى الفراغ الكمومى وهذا كله انعكاس لمبدأ الارتياب لهايزنبرغ.
هذه الجسيمات الافتراضية و لانها تتولد من الفراغ الكمومى فهى تتولد على شكل ازواج جسيم/جسيم-مضاد.
رابعا لكن قد يحدث ان بعض (بل كثير) من هذه الحسيمات المتولدة او المتخلقة ان تتخلق على افق الحدث عندها فان احد الزوجين يسقط فى الثقب (وهو الكيوبيت qbit او وحدة المعلومة الكمومية الضائعة) اما الآخر فانه يطير بعيدا عن الثقب الى مالانهاية وهو جسيم هاوكنيغ الذى ستتشكل منه اشعاع هاوكينغ.
خامسا الجسيم الساقط فى الثقب يحمل طاقة سالبة مما يتسبب فى نقصان كتلة الثقب الاسود. اذن الثقب هو يتبخر تحت تأثير التفاعلات الكمومية الحقلية فى خلفية الجسيم الاسود.
سادسا معضلة ضياع المعلومات هى بالضبط القضية ان حالة الزوج الافتراضى جسيم/جسيم-مضاد الذى تولد عند افق الحدث هى حالة كمومية نقية اما حالة جسيم هاوكينغ الذى ذهب خارج الثقب الى مالانهاية فهى حالة حرارية مختلطة.
الحالة المختلطة لا تحتوى على اى من الترابطات الكمومية quantum correlations التى كانت تحتويها الحالة النقية و من تلك الترابطات يمكن معرفة كل شيء عن الكيوبيت الساقط و بدونها فان الكيوبيت الساقط هو فى الحقيقة كيوبيت ضائع.
واذن لدينا وضعية فيزيائية حالتها الابتدائية هى حالة نقية ثم تطورت الى حالة نهائية عبارة عن حالة مختلطة وهذا يستحيل ان تعطيه معادلة شردودينغر و لهذا فان القوم يريدون التضحية عوض ذلك بالنسبية العامة.
وهذا أكبر تحدى ترفعه الثقوب السوداء فى الفيزياء النظرية وحله يتطلب حل معضلة (نظرية الثقالة الكمومية) و (معضلة الرصد الكمومى) ولهذا فان الناس مهتمون بها و اننى معهم مهتم بهذه الملائكة او الشياطين الكونية الاقوى فى الطبيعة.
No comments:
Post a Comment