هیچ چیز از سیاهچاله نمی گریزد یا اینطور نیست؟ در دهه 1970، استیون هاوکینگ، فیزیکدان، فرآیند ظریفی را توصیف کرد که توسط آن سیاهچاله‌ها می‌توانند «تبخیر شوند» و برخی از ذرات از فراموشی گرانشی فرار می‌کنند. این پدیده که اکنون تابش هاوکینگ نامیده می‌شود، با نسبیت عام در تضاد به نظر می‌رسد و سؤال عجیب‌تری را مطرح می‌کند: اگر ذرات بتوانند فرار کنند، آیا اطلاعاتی درباره ماده محو شده حفظ می‌کنند؟

لئونارد سوسكیندفیزیکدانی از دانشگاه استنفورد، متوجه شد که بر سر پاسخ با هاوکینگ مخالف است. در این قسمت، مجری مشترک جانا لوین با ساسکیند در مورد "جنگ سیاه چاله" که در پی داشت و درس های علمی قدرتمندی که باید از یکی از معروف ترین پارادوکس های فیزیک گرفته شود صحبت می کند.

گوش دادن به پادکست های اپل, Spotify,  TuneIn یا برنامه پادکست مورد علاقه شما، یا می توانید آن را از کوانتوم.

رونوشت

[موضوع پخش می شود]

جانا لوین: سیاهچاله‌ها که از لحاظ تاریخی به‌عنوان حفره‌های غیرقابل اجتناب به تصویر کشیده می‌شوند، تصورات عمومی را به وحشت انداخته‌اند. هر چیزی که در سیاهچاله بیفتد برای همیشه گم می شود. یا بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین، داستان به همین شکل است. این شخصیت تعیین کننده سیاهچاله ها در دهه 1970 با چالشی شگفت انگیز که توسط یک فیزیکدان جوان و باهوش اما بیمار بریتانیایی مطرح شد، مورد بررسی قرار گرفت. استفان هاوکینگ.

هاوکینگ متوجه شد که از طریق یک فرآیند کوانتومی قابل توجه و ظریف، سیاهچاله ها می توانند تبخیر شوند و در نهایت به طور کامل در یک انفجار تابش منفجر شوند. حتی در این انفجار هم هیچ چیز نمی تواند فرار کند. به نظر می‌رسید که سیاه‌چاله همه چیزهایی را که با خود مصرف کرده بود، از جمله تمام اطلاعات کوانتومی، به فراموشی سپرده است. اما همه چیز کجا رفت؟

من جانا لوین هستم و این پادکستی «لذت چرا» است مجله Quanta جایی که همکارم، استیو استروگاتزو من به نوبت به بررسی برخی از بزرگترین سوالات بی پاسخ در ریاضیات و علوم امروزی می پردازم.

[تم پایان می یابد]

لوین: تعداد کمی اهمیت نتایج هاوکینگ را در ابتدا درک کردند، اما یک دانشمند بلافاصله بحرانی را تشخیص داد که به پارادوکس از دست دادن اطلاعات معروف شد. او امروز اینجا با ما است، فیزیکدان مشهور لئونارد ساسکیند - لنی برای هر کسی که او را می شناسد. در اپیزود امروز، لنی ما را در جنگ سیاه چاله هدایت می‌کند و می‌پرسیم: آیا دریچه فرار کوانتومی از سیاهچاله‌ها وجود دارد؟ و آیا ما هرگز مطمئن خواهیم شد؟

لنی استاد دانشگاه استنفورد و مدیر مؤسس مؤسسه فیزیک نظری استنفورد است. او که به طور گسترده به عنوان پدر نظریه ریسمان شناخته می شود، تعدادی کتاب فوق العاده از جمله تالیف کرده است. جنگ سیاه چاله: نبرد من با استیون هاوکینگ برای ایمن کردن جهان برای مکانیک کوانتومیو او به دلیل تحقیقاتش در زمینه نظریه میدان کوانتومی، مکانیک آماری کوانتومی و کیهان‌شناسی کوانتومی شهرت دارد.

لنی، از اینکه به ما در «لذت چرا» پیوستید، متشکریم.

لنی ساسکیند: سلام جانا کم پیدایید.

لوین: خیلی وقت است که ندیده ام، از بودن شما در اینجا بسیار خوشحالم.

SUSKIND: خوشحالم که دوباره می بینمت

لوین: بنابراین، اجازه دهید از ابتدا از اینجا شروع کنیم.

SUSKIND: آغاز، آغاز. خوب، آغاز

لوین: خوب، آغاز برای ما قرن بیستم است، زمانی که سیاهچاله ها در ابتدا کشف شدند. و اگر بتوانید ما را از درک نسبیتی کلی سیاهچاله ها بدون پیچیدگی های مکانیک کوانتومی راهنمایی کنید، خوشحال می شوم.

SUSKIND: خوب، خوب، یک سیاهچاله از نظر گرانشی آنقدر جذاب است که همه چیز را به داخل می کشد. لاپلاس?

لوین: اوه، [جان] میشل، من فکر می کنم.

SUSKIND: میشل و لاپلاس.

لوین: خوب، ما از قرن بیستم می گذریم.

SUSKIND: قرن هجدهم، قرن هجدهم.

لوین: بله دقیقا.

SUSKIND: به هر حال، این قدیمی ها، یک فرانسوی و من حدس می زنم یک انگلیسی، این فکر را داشتند که اگر یک ستاره به اندازه کافی سنگین باشد، آنقدر جذاب خواهد بود - نه به معنای من جذاب یا تو جذاب، بلکه به معنای جاذبه گرانشی - که همه چیز را به داخل می کشاند و حتی نور هم نمی توانست بیرون بیاید. آنها در واقع محاسبه کردند که برای یک اندازه معین چقدر باید سنگین باشد. آن‌ها چیزی را کشف کردند که امروزه شعاع شوارتزشیلد نامیده می‌شود. و آن را ستاره تاریک نامیدند.

لوین: و بنابراین این ایده یک افق رویداد را معرفی می کند.

SUSKIND: آنها کاملاً چنین ایده ای نداشتند. این ایده از انیشتین و نظریه نسبیت عام بیرون آمد، که اگر شما چنین جسم سنگینی داشته باشید، سطحی در اطراف آن وجود خواهد داشت، جایی که هر چیزی که در داخل است به حالت تکینگی می افتد. این سطح آخرین گریز، جایی که اگر درون آن باشی، محکوم به فنا هستی. اگر خارج از آن هستید، شانس دارید. و به آن افق سیاهچاله می گویند.

لوین: آیا چیزی در افق وجود دارد؟

SUSKIND: تمام سوال همین است. کسی که سیاهچاله را از بیرون مشاهده می‌کند، اندازه‌گیری می‌کند، مشاهدات تلسکوپی انجام می‌دهد، و همچنین اجازه دارد کاوشگرها را به سمت سیاهچاله پایین بیاورد - مثلاً روی یک خط ماهیگیری. من قبلا یک ماهیگیر بودم. شما کرم خود را تا سطح سیاهچاله پایین می آورید. اتفاقی که می افتد این است که شما سطح سیاهچاله، افق رویداد را می بینید خیلی خیلی گرم بودن. کرم بیچاره خیلی زود برشته می شود. بنابراین، کسی در بیرون فکر می‌کند که، بله، چیزی در افق وجود دارد و هر چه که باشد بسیار داغ است - آنقدر داغ که، اجازه دهید این‌طور بگوییم، شما نمی‌خواهید آنجا باشید.

لوین: این همان چیزی است که شما می گویید نتیجه هاوکینگ بود، که داغ خواهد بود.

SUSKIND: بله، درست است، هاوکینگ و تا حدودی، یکی از سلف هاوکینگ، [جیکوب] بکنشتاین. نتایج هاوکینگ واضح تر بود، آنها دقیق تر بودند. و هاوکینگ کاملاً با من موافق بود که آن کرم خیلی قبل از اینکه شما به تکینگی برسید در افق سرخ می شود. از سوی دیگر، اگر فقط رشته نخ ماهیگیری خود را قطع کنید و اجازه دهید کرم از افق بیفتد، داستان از این قرار است که افق برای کرم یک رویداد غیرواقعی خواهد بود. کرم فقط پرواز می کرد و چیز خاصی را در افق مشاهده نمی کرد. بله، هاوکینگ با آن موافق است.

مشکل آن این است که یک اصل فیزیک را نقض می کند. اصل فیزیک این است که "هیچ چیز به طور کامل گم نمی شود." شما می گویید، خوب، این دیوانه است. اگر یک تکه زغال بردارم و زغال را بسوزانم، شاید با نوشتن پیامی روی زغال، پیام را گم کرده‌اید. اما این درست نیست. هرچه روی آن تکه زغال نوشته اید در دود و محصولات احتراق رمزگذاری شده است.

از سوی دیگر، هاوکینگ می‌گفت: «یک دقیقه صبر کنید، این اطلاعات در افق سیاه‌چاله می‌افتد. و از همه چیزهایی که از نسبیت عام در مورد ساختار سیاهچاله ها می دانیم، به سادگی نمی تواند خارج شود. و بنابراین نتیجه این شد که به گفته هاوکینگ، این اطلاعات برای همیشه در افق سیاهچاله از بین می رود. چیزهایی از سیاهچاله بیرون می آیند. تشعشعات هاوکینگ به آن می گویند. اما آن تابش هاوکینگ نمی تواند هیچ اطلاعاتی را حمل کند زیرا این اطلاعات از پشت افق بود و هیچ چیز نمی تواند خارج شود.

لوین: بنابراین در این زمان، هاوکینگ کاملاً به نفع نسبیت عام محض و عدم وجود مکانیک کوانتومی مخالفت کرد و ادعا کرد که مطلقاً هیچ چیز نمی تواند از بین برود؟ بنابراین اطلاعاتی که وارد شده اند، حتی اگر سیاهچاله تبخیر شود، مثل این است که شما پرده ای را بالا می برید، اما چیزها از بین رفته اند، و هیچ کاری نمی توانید در مورد آن انجام دهید. و او به سمت "اطلاعات گم شد" افتاد. اما تو گفتی، "صبر کن، راهی نیست." چرا برای شما اینقدر مهم بود که بگویید اطلاعات را نمی توان از دست داد؟ چه چیز بدی در آن وجود دارد؟

SUSKIND: خوب، حفظ اطلاعات ریشه برخی از گسترده ترین اصول فیزیک، به ویژه اصول ترمودینامیک است. قانون دوم ترمودینامیک، قانون اول ترمودینامیک، بقای انرژی، اصول مکانیک آماری، خواص تابش - همه اینها 100٪ به مجموعه ای از اصول وابسته است که شامل اصل صفر فیزیک، آن اطلاعات است. حفظ شده است. در مکانیک کوانتومی به آن واحد می گویند. و آنچه می گوید این است که، اگر تفاوت های کمی در آنچه شما با آن شروع می کنید وجود داشته باشد، آن تفاوت های کوچک بعد از آن باقی خواهند ماند. هاوکینگ می‌گفت، آنچه از سیاهچاله بیرون می‌آید، کاملاً مستقل از چیزی است که در آن افتاده است.

اگر از آن خط استدلال پیروی کنید و بپرسید که چه چیزی دلالت می کند، دلالت بر هرج و مرج دارد. دیگه هیچی معنی نداره من فقط احساس کردم که نمی تواند درست باشد.

لوین: بنابراین در اینجا، شما در این درگیری هستید. اما شما در واقع نمی دانید که چگونه پارادوکس را حل کنید. و بنابراین یکی از اولین ایده هایی که خیلی زود به ذهنتان خطور کرد این مفهوم مکمل بودن بود که یک مفهوم در فیزیک است، اما شما آن را به سیاهچاله ها گسترش داد. می تونی راجع به آن به ما بگی؟

SUSKIND: چیزی بیشتر یا کمتر از اینکه، اطلاعات به صورت بسیار ظریف در تشعشعات هاوکینگ رمزگذاری شده است، بسیار سخت تر از آن است که بازسازی شود. در فیزیک کلاسیک، غیرممکن بود.

این یک سوال شد که چه چیزی به آن پیچیدگی می گویند. پیچیدگی یک مفهوم اصیل در فیزیک و ریاضیات است، و تنها معیاری است از سختی انجام یک کار. اگر بپرسید که انجام کار بازسازی آنچه از سیاهچاله بیرون می آید چقدر سخت است، متوجه خواهید شد که به طور تصاعدی پیچیده است. تعداد عملیات‌های کوچکی که برای بازسازی چیزی که در سیاه‌چاله افتاده بود باید انجام دهید، به قدری فوق‌العاده زیاد بود که، برای تمام اهداف عملی، استفان درست می‌گفت، اطلاعات از دست رفت. اما در مکانیک کوانتومی، انجام آن بسیار بسیار پیچیده می شود. بنابراین، اصل مکمل بودن واقعاً فقط به استفان گفت: "تو اشتباه می کنی."

لوین: چقدر این بحث و مناظره داغ شد؟

SUSKIND: به معنای شخصی، اصلاً. من و استفان دوستان خوبی بودیم. ما در طول جنگ، یا آنچه من آن را جنگ سیاه چاله می نامم، دوستان خوبی باقی ماندیم. زمان هایی بود که من و همسرم و هرکسی که در آن زمان با او بودیم با هم شام می خوردیم. او مرا به چالش می کشید. هیچ دوره ای نبود که اصلاً شخصی باشد. او 1,000 درصد از آنچه می گفت مطمئن بود. البته من هم 1,000 درصد از حرفم مطمئن بودم.

لوین: اگر برایتان مهم نیست که از شما نقل قول کنم، من معتقدم که در این مورد بوده است جنگ سیاه چالهگفتی استفن هم مردی بسیار مغرور بود. و بعد تو گفتی: "من هم همینطور."

SUSKIND: همه فیزیکدانانی که جاه طلب هستند و واقعاً می خواهند به جایی در این موضوع برسند، مطمئناً باید درجه خاصی از تکبر داشته باشند. نه تنها باید باور داشته باشید که مغز انسان به اندازه کافی باهوش است که بتواند این ایده های فوق العاده پیچیده را کشف کند. شما باید باور داشته باشید که مغز انسان شما به اندازه کافی باهوش است که این کار را انجام دهد، تا بتواند مکانیک کوانتومی را کشف کند، به اندازه کافی باهوش است که بتواند بفهمد جهان چگونه کار می کند. از سوی دیگر، شما همچنین باید در مورد آنچه که نمی دانید و از چه چیزی بسیار بسیار دور هستید، کاملاً شفاف باشید. بنابراین من فکر می کنم از این نظر، کمی فروتنی می خواهد. فروتنی برای دانستن چیزهایی که نمی‌دانی و ممکن است هرگز نشناسی. بله، استفان مغرور بود. بله، من مغرور بودم.

لوین: بنابراین هنوز اثبات یا محاسبه‌ای وجود نداشت، و با این حال شما این ایده‌های خلاقانه بسیار بدیع را داشتید که منجر به محاسباتی مانند هولوگرافی شد.

SUSKIND: آره. اتفاقاً یک نفر دیگر هم بود که او هم خیلی خیلی درگیر بود. بود جرارد ت هوفت، برنده جایزه نوبل، یکی از فیزیکدانان بزرگ قرن بیستم. اصل هولوگرافیک، این چیزی بود که من و ت هوفت مطرح کردیم. این از محاسبه آنتروپی یک سیاهچاله توسط بکنشتاین به دست آمد. آنتروپی اطلاعات پنهانی است که در جزئیات میکروسکوپی رمزگذاری شده است که شما به آنها دسترسی ندارید.

آنتروپی بکنشتاین می گوید که مقدار اطلاعات موجود در سیاهچاله با مساحت افق متناسب است. این رادیکال بود. به طور معمول، مقدار اطلاعات کدگذاری شده در یک ساختار متناسب با حجم ساختار است. این من و ت هوفت را به این ایده سوق داد که آنچه در سیاهچاله می افتد هرگز واقعاً در آن سقوط نمی کند، بلکه در سطح افق کدگذاری می شود. نوعی هولوگرام. هولوگرام تصویری دو بعدی از چیزی است که واقعاً سه بعدی است. بنابراین، ایده این بود که آنچه در سیاهچاله می افتد هرگز واقعاً در آن سقوط نمی کند و روی سطح به شکل یک هولوگرام کوانتومی کدگذاری می شود.

ایده اصل هولوگرافی کلی تر بود. هر منطقه از فضا، نه فقط افق یک سیاهچاله، رمزگذاری شده است. این اتاق، اتاق من دارای دیوارهایی است، محدود است، و ادعای اصل هولوگرافی این است که هر چیزی که در داخل آن اتفاق می افتد - مثلاً مثل من، یا مانند تصویر پشت سر من - همه اینها در یک توضیح هولوگرافیک روی اتاقک کدگذاری شده است. مرز اتاق، روی دیوارهای اتاق.

این برای بسیاری از مردم دیوانه به نظر می رسید. مطمئن بودم که درست است، اما بیشتر جامعه می‌گفتند: «آن بچه‌ها تیله‌هایشان را گم کرده‌اند. آنها قبلاً فیزیکدانان خوبی بودند، این ایده هولوگرافیک چیست؟

لوین: حالا وقتی بعضی از دوستانت می گویند تو دیوانه ای، آزارت می دهد؟ آیا فقط به جلو فشار می آورید؟

SUSKIND: از نظر شخصی من را آزار نمی دهد. مایوس کننده است. چرا آنها چیزی را که من می بینم نمی بینند؟ از یک طرف، به من می گوید که اگر درست است، ارزش پیگیری را دارد، زیرا اگر همه فکر کنند اشتباه است و درست معلوم شود، این یک مشکل بزرگ است.

بنابراین، این ایده، برای مدتی از بین رفت. تا این فیزیکدان جوان هیچ اتفاقی نیفتاد خوان مالداسینا یک نسخه بسیار دقیق از اصل هولوگرافی را کشف کرد. به یک ربط داشت نوع فضا فضای ضد دی سیتر نامیده می شود. به طور تقریبی، حل معادلات اینشتین است. و چیزی که مالداسینا کشف کرد این بود که دقیقاً با این اصل هولوگرافیک اداره می شد، که چیزهای داخل اتاق، در داخل چیزی که ما توده می نامیم، دقیقاً توسط یک نظریه میدان کوانتومی در مرز سیستم توصیف شده بودند. این دقیقاً اصل هولوگرافیک بود. بنابراین، این واقعا ساخت Maldacena و نسخه بسیار دقیق Maldacena از اصل هولوگرافی بود که منجر به پذیرش آن شد.

لوین: فقط برای اینکه بخواهم آن را به زبان ساده بگویم، به نوعی جهان در یک جعبه است. و شما ممکن است در مورد یک جهان در جعبه به عنوان دارای گرانش و سیاهچاله و این بحران از دست دادن اطلاعات صحبت کنید، اما دقیقاً معادل یک جهان کامل است که فقط در مرز توصیف شده است، که نه تنها ابعاد کمتری دارد، بلکه گرانشی نیز ندارد. سیاهچاله ها، و بنابراین هیچ اطلاعاتی از دست نمی رود.

SUSKIND: از نظر تئوری، هیچ جاذبه ای روی سطح ندارد.

لوین: در ظاهر، بله. بنابراین، بدون از دست دادن اطلاعات.

SUSKIND: آره ما در مورد عمده و مرز صحبت می کنیم. گرانش در بخش عمده وجود دارد، اما گرانش در مرز وجود ندارد.

لوین: بنابراین شما باید نتیجه بگیرید، اگر گرانش در مرز وجود نداشته باشد، نمی‌توان اطلاعات را از دست داد.

SUSKIND: دقیقا.

لوین: مشکل برطرف می شود. اما هنوز نمی‌دانید دقیقاً چگونه اطلاعات بیرون‌آمده را محاسبه کنید. آیا این درست است؟

SUSKIND: بله، این درست است. اما این خیلی تعجب آور نیست. از منظر بیرونی، سیاهچاله بسیار داغ است. همان کاری را می کند که این تکه زغال می کند. خیلی گرمه داره تبخیر میشه و هیچ شانسی وجود ندارد که بتوانیم دود یا فرآورده های احتراق را بازسازی کنیم تا بتوانیم آنچه را که کمی نوشته روی تکه زغال بود بازسازی کنیم. اطلاعات حرارتی می شود. به هم می خورد. آنقدر درهم پیچیده که بازسازی آن فراتر از تصور پیچیده است اما در اصل ممکن است.

لوین: برمی گردیم

[وقفه برای درج آگهی]

لوین: به «لذت چرا» بازگردید.

بنابراین در اصل، اگر کسی در سیاهچاله بیفتد و کاملاً تبخیر شود، می توانید آنها را در خارج از سیاهچاله بازسازی کنید.

SUSKIND: از تشعشعات هاوکینگ

لوین: از تشعشعات هاوکینگ

SUSKIND: درست. اما می توانید بپرسید چقدر طول می کشد؟ چند عملیات کوانتومی طول می کشد؟ و پاسخ به طور تصاعدی در آنتروپی سیاهچاله بزرگ است. حالا آنتروپی یک سیاهچاله معمولی به خودی خود بسیار بزرگ است، نمی دانم 10⁷⁰. بنابراین، ما در مورد زمان های بازسازی آن صحبت می کنیم که 10 به 10 است⁷⁰ سال ها. این چیزی است که مکانیک کوانتومی می گوید. بیانیه درستی که هاوکینگ باید می گفت این نیست که غیرممکن است، بلکه این است فوق العاده پیچیده است وقتی از افق افتادی

لوین: اگر من فضانوردی باشم که به داخل می پرم و تو دور باشی، مرا رمزگذاری شده می بینی، هرگز وارد سیاهچاله نمی شوم. تمام اطلاعات کوانتومی من روی این هولوگرام آغشته شده است. تجربه من چیست؟

SUSKIND: تجربه شما این است که دقیقاً از بین می‌روید.

لوین: من درست از طریق کشتی. بنابراین، این دو واقعیت متضاد هستند.

SUSKIND: آیا آنها متضاد هستند؟ سوال همین بود من می گفتم نه، آنها واقعاً با هم تضاد ندارند. فردی که در درون می افتد به سادگی نمی تواند آن را به بیرون منتقل کند.

لوین: خب شما به نوعی وجود خدا را رد می کنید.

SUSKIND: شماره

لوین: شما می گویید هیچ موجود دانای کل وجود ندارد. هیچ کس نیست که بتواند به طور همزمان این دیدگاه را داشته باشد که بداند وجود دارد -

SUSKIND: هیچ دانای کل وجود ندارد که بتواند هم درون و هم بیرون را ببیند. فیزیک یک موضوع عملیاتی است که با آنچه که می توان دید، آنچه را که می توان اندازه گیری کرد، ارتباط دارد. بنابراین تا زمانی که باور داشته باشید هیچ موجودی وجود ندارد که بتواند آنچه را که درون و بیرون است ببیند، هیچ تعارضی وجود ندارد.

لوین: درسته، هیچ تعارضی وجود نداره

SUSKIND: و از آن نقطه به بعد، آشکار شد که هاوکینگ اشتباه کرده است، که تمام اطلاعات در مرزهای سیستم ذخیره شده و هرگز از بین نخواهند رفت.

لوین: حیرت آور.

SUSKIND: بله، شگفت انگیز است.

لوین: بنابراین او تسلیم می شود، اینطور نیست؟

SUSKIND: او انجام داد.

لوین: آیا او نداد، معروف است، جان پرسکیل دایره المعارف بیسبال آمریکایی چون شرط را پذیرفت؟

SUSKIND: ظاهرا بله.

لوین: چرا چیزی به تو نداد؟

SUSKIND: من دایره المعارف را دوست داشتم.

[لوین می خندد]

SUSKIND: من نمی دانم. او به من شام و شراب داد، اما من دایره المعارف بیسبال را ترجیح می دادم.

لوین: من فکر می‌کردم که او به‌عنوان یک بریتانیایی یک هدیه آمریکایی می‌دهد.

SUSKIND: باید درک کنید، استفن هم آدم مهربانی بود و هم آدم فوق العاده شوخ. او بامزه بود. تنها مشکل خنده دار این است که نمی توانست به راحتی آن را بیان کند. اما، می دانید، هر چند وقت یک بار، یک کلمه از دستگاه او بیرون می آمد و همه به هم می ریختند. او فوق العاده شوخ بود، فوق العاده مهربان - و سرسخت!

لوین: چه کسی در این مرحله متقاعد نشده است؟ الان کجا هستیم؟

SUSKIND: من با آن افراد صحبت نمی کنم، بنابراین نمی دانم، می بینید. خوب، حداقل تا همین اواخر، نسل قدیم نسبی گرایان، اما به نظر من حتی آنها نیز به نوعی تسلیم شده اند. بگذارید اینطور بیان کنیم، من فکر می‌کنم شما درباره آنچه مردم فکر می‌کنند قضاوت می‌کنید، نه بر اساس آنچه می‌گویند فکر می‌کنند، بلکه آنچه انجام می‌دهند. چند نفر واقعاً روی نظریه از دست دادن اطلاعات کار می کنند؟ چند جوان؟ اکنون نسل جوان بسیار درخشانی از نظریه پردازان وجود دارد. هیچکدام از آن ها. و اگر باشند، نادیده گرفته می شوند.

لوین: شما در حال توصیف این هستید که تمام اطلاعاتی که احتمالاً یک سیاهچاله می تواند حاوی آن باشد در افق توزیع شده است. به کل حجم نیاز ندارد. بنابراین اگر بخواهید اطلاعات بیشتری را در حجم جمع آوری کنید، در هر منطقه ای از فضا چه اتفاقی می افتد؟

SUSKIND: شما هرگز نمی توانید بیش از آنچه در سطح وجود دارد بسته بندی کنید. بنابراین اگر فکر می‌کنید دیوارهای اتاق شما، برای مثال، با کاشی‌های کوچک کاشی‌کاری شده‌اند، به اندازه‌ای که همه چیز را در داخل اتاق رمزگذاری کند، اگر سعی کنید اطلاعات بیشتری در آن اتاق ایجاد کنید، حدس بزنید چه اتفاقی می‌افتد؟ این یک سیاهچاله را تشکیل می دهد که بزرگتر از اتاق است. بنابراین غیرممکن است که اطلاعات بیشتری در آن قرار دهید. بنابراین باید اینطور باشد که خود اتاق با مساحت اتاق قابل توصیف باشد نه حجم.

لوین: این حیرت آور است. این می گوید که نه تنها این اشیاء عجیب و غریب، سیاه چاله ها، هولوگرام هستند، بلکه کل جهان یک هولوگرام است.

SUSKIND: دقیقا. همانطور که گفتم بیش از یک نفر بودند که فکر می کردند ما کمی دیوانه هستیم، اما تمام شد.

[لوین می خندد]

لوین: اگر انرژی فوق العاده زیادی از سیاهچاله ها خارج می شود، چرا تبخیر سیاهچاله ها را نمی بینیم؟

SUSKIND: در نزدیکی این افق، تنها ذراتی که می توانند فرار کنند، آنهایی هستند که تقریباً در جهت شعاعی دقیق به سمت خارج حرکت می کنند. بنابراین انگار سیاهچاله یک جعبه بسیار داغ است، اما با یک سوراخ کوچک که تابش را بیرون می‌دهد. فقط این زیر مجموعه کوچک و کوچک از فوتون ها می تواند خارج شود. بنابراین اگر بپرسید چقدر طول می کشد تا یک فوتون از سیاهچاله خارج شود؟ پاسخ، فرض کنید، برای یک سیاهچاله جرم خورشیدی، حدود 10 است^-3 ثانیه اما این یک فوتون است. چند فوتون باید خارج شود؟ 10⁷⁰. بنابراین، این یک فرآیند بسیار، بسیار، بسیار کند است، یک فوتون در یک زمان.

با کوچک شدن سیاهچاله، این روند سرعت می گیرد. زمانی که طول می کشد تا یک فوتون از آن خارج شود، متناسب با زمانی است که زمان عبور از سیاهچاله نامیده می شود. این زمانی است که یک پرتو نور از افق سیاهچاله عبور می کند. با کوچک شدن سیاهچاله، این زمان کوتاه تر و کوتاه تر می شود. اما فقط در آخرین لحظه است که به اندازه کافی سرعت می‌گیرد تا چیزی را که قبلاً آن را انفجار می‌نامید ایجاد کند.

لوین: بنابراین در پایان جهان، وقتی هر چیزی که می تواند در سیاهچاله ها بیفتد، همه آنها در حال انفجار خواهند بود. و پس از آن چه؟

SUSKIND: خوب، لازم نیست منتظر تبخیر آن سیاهچاله ها باشیم. تا آنجا که ما می توانیم بگوییم، جهان توسط یک فضای دسیتر به طور نمایی در حال گسترش توصیف می شود. این فقط به این معنی است که همه چیز از همه چیز دور می شود. در حدود یک تریلیون سال، تنها چیزی که در توانایی ما برای شناسایی خواهد بود، کهکشان خودمان خواهد بود. همه کهکشان های دیگر عقب نشینی خواهند کرد. چرا مال ما عقب نشینی نمی کند؟ خوب، چون ما در میانه راه هستیم و هیچ منطقی نیست که بگوییم عقب نشینی می کند. اما همه آنها از طریق یک افق کیهانی ناپدید می شوند. ما تنها خواهیم مرد

فرض کنید تمام اطلاعات نجومی که در مورد جهان داریم از بین رفته است. و اکنون ما منتظر این تریلیون سال هستیم، مجموعه جدیدی از ستاره شناسان و فیزیکدانان درخشان به وجود می آیند. آنها به دنیا نگاه خواهند کرد و خواهند گفت: "ما واقعاً تنها هستیم." تهی بودن فراتر از کهکشان خودشان. چگونه می‌توانند داستان واقعی را بازسازی کنند، که همه این کهکشان‌ها وجود دارند که از هم جدا شده‌اند، و آنها بیرون هستند، اما ما به آنها دسترسی نداریم. بنابراین، اگر چند تریلیون سال صبر کنید، این اتفاق خواهد افتاد. اگر بیشتر از آن منتظر بمانید، همه چیز سیاهچاله ها را تشکیل می دهد و سیاهچاله ها تبخیر می شوند و چیزی وجود نخواهد داشت. کمی ترسناک

لوین: بنابراین سوال دیگری که دارم این است که اگر بتوانم یک جهان با گرانش را به عنوان یک جهان با ابعاد پایین تر در مرز بدون گرانش دوباره توصیف کنم، آیا به این معنی است که گرانش به نوعی واقعی نیست؟ آیا گرانش اساسی نیست؟

SUSKIND: سوال خوبی است. اما فیزیکدانان دوست دارند از کلمه "ظهور" استفاده کنند، که گرانش از مجموعه قوانینی پدید می آید که به طور کامل درک نشده اند. توصیف مکانیک کوانتومی سطح اتاق بدون گرانش روی سطح است. چیزی که از معادلات کوانتومی بیرون می آید، گرانش در حجم است. حالا آیا این بدان معناست که گرانش واقعی نیست؟ من آن را اینطور نمی گفتم.

لوین: واقعیت بیش از حد برآورد شده است.

SUSKIND: خوب، فقط کار خود را انجام دهید.

لوین: در مورد آن صحبت کنید که چگونه باید در مورد آن صحبت کنید.

SUSKIND: در مورد آن طوری صحبت کنید که باید در مورد آن صحبت کنید تا توصیف دقیقی از آن داشته باشید. زمانی که من یک فیزیکدان جوان بودم، نگرش این بود: «ساکت و محاسبه کن».

من هرگز آن را دوست نداشتم. فکر کردم باید ساکت شوی و بفهمی اما محدودیت هایی وجود دارد. ما نمی توانیم فضای چهار بعدی را مجسم کنیم. من فکر نمی کنم که بتوانیم اصول مکانیک کوانتومی را تجسم کنیم. ما می دانیم که چگونه با آنها برخورد کنیم. ما می دانیم که چگونه آنها را در ریاضیات رمزگذاری کنیم. اما ما نمی دانیم چگونه چشمان خود را ببندیم و جهان را به نوعی کوانتومی ببینیم.

بنابراین من فکر می کنم منظور مردم از "واقعی" آن چیزی است که شما می توانید آن را تجسم کنید زیرا گونه شما به گونه ای تکامل یافته است که قادر به تشخیص چیزهای خاص است. آیا یک کره چهار یا پنج بعدی واقعی است؟ چنین چیزی وجود ندارد. چشمانم را می بندم؛ تنها چیزی که می توانم ببینم یک کره سه بعدی است. من می توانم آن را تجسم کنم. باید واقعی باشد اما من فکر می کنم ایده واقعی و غیر واقعی یک فیزیکدان باید آن را رها کند.

لوین: واقعیت بیش از حد ارزیابی شده است.

SUSKIND: نه نه نه. واقع گرایی بیش از حد ارزش گذاری شده است.

لوین: آیا فکر می کنید که کلید درک گرانش کوانتومی اینجا در زمین سیاهچاله ها است؟

SUSKIND: بله، فکر می کنم در حوزه افق است. به جز افق های سیاهچاله، انواع دیگری از افق ها نیز وجود دارد. اگر سیاهچاله ای وجود داشته باشد، بیایید اینجا بگوییم، پس سیاهچاله را احاطه کرده ایم، افق کیهانی ما را احاطه کرده است. بنابراین این یک نوع افق درون به بیرون ما را احاطه کرده است. هنگامی که چیزها به دلیل انبساط جهان به سمت بیرون حرکت می کنند، از ما دور می شوند، در نهایت از این افق کیهانی می افتند، یا در نهایت به آن نزدیک می شوند، و از آنچه ما می بینیم ناپدید می شوند. بنابراین هنوز معماهایی در مورد این افق های درون-بیرون د سیتر وجود دارد که فکر می کنم ما لزوماً هنوز به حل آنها نزدیک نیستیم، که هیجان انگیز است. من می گویم بدترین چیز برای کسی مثل خودم این است که همه مشکلات حل شود.

لوین: بله.

SUSKIND: بعدش چه کاری میکنی؟

لوین: خیلی کسل کننده خواهد بود.

SUSKIND: خیلی کسل کننده خواهد بود. من قبلاً دوست داشتم بروم ماهیگیری، قبلاً دوست داشتم بروم ماهیگیری با هواپیما.

لوین: ما آن را به در دفتر شما آویزان می کنیم، «رفته ماهیگیری».

[موضوع پخش می شود]

لوین: ما با فیزیکدان نظری مشهور لنی ساسکیند صحبت کرده ایم. لنی، خیلی دوست دارم که به ما بپیوندی. دفعه بعد به استنفورد خواهم آمد.

SUSKIND: اوه عالی عالی خیلی خوب.

لوین: عالیه که باهات حرف زدم چنین لذتی

SUSKIND: خیلی خوب بود باهات حرف زدم جانا

لوین: خیلی طولانی شده است.

SUSKIND: خیلی طولانی شد

[موضوع پخش می شود]

لوین: "لذت چرا" پادکستی از مجله Quanta، یک نشریه مستقل که توسط سرمقاله پشتیبانی می شود بنیاد سیمونز. تصمیمات تامین مالی توسط بنیاد سیمونز هیچ تاثیری بر انتخاب موضوعات، مهمانان یا سایر تصمیمات سرمقاله در این پادکست یا در مجله Quanta.

«لذت چرا» تولید شده توسط PRX Productions; تیم تولید کیتلین فاولدز، لیویا براک، ژنوو اسپانسلر و مریت جیکوب هستند. تهیه کننده اجرایی PRX Productions Jocelyn Gonzales است. مورگان چرچ و ادوین اوچوا کمک های بیشتری ارائه کردند.

از جانب مجله Quanta، جان رنی و توماس لین با پشتیبانی مت کارلستروم، ساموئل ولاسکو، نونا گریفین، آرلین سانتانا و مدیسون گلدبرگ، راهنمایی های تحریریه را ارائه کردند.

موسیقی تم ما از APM Music است. جولیان لین نام پادکست را مطرح کرد. هنر قسمت توسط پیتر گرین وود و لوگوی ما توسط جکی کینگ و کریستینا آرمیتاژ است. تشکر ویژه از مدرسه روزنامه نگاری کلمبیا و برت اودوم رید در استودیو پخش کورنل

من میزبان شما هستم، جانا لوین. اگر سؤال یا نظری در مورد ما دارید، لطفاً به ما ایمیل بزنید [ایمیل محافظت شده]. متشکرم که گوش دادید.