Lubang hitam tidak dapat mengirimkan informasi tentang apa yang mereka telan – dan itulah masalahnya

Tiga angka.

Hanya tiga angka – hanya itu yang diperlukan untuk menggambarkan lubang hitam sepenuhnya dan 100% jelas dalam relativitas umum. Jika saya memberi tahu Anda massa, muatan listrik, dan putaran (yaitu momentum sudut) lubang hitam, kita selesai. Itu saja yang akan kita ketahui tentangnya dan semua yang kita butuhkan untuk menjelaskan fitur-fiturnya.

Tiga angka ini memungkinkan kita untuk menghitung segala sesuatu tentang bagaimana lubang hitam berinteraksi dengan lingkungannya, bagaimana benda-benda di sekitarnya akan meresponsnya, dan bagaimana lubang hitam akan berkembang di masa depan.

Untuk semua kemampuan gravitasi mereka yang ganas dan sifat aliennya yang tidak suci, lubang hitam ternyata sangat sederhana. Jika saya memberi Anda dua lubang hitam dengan massa, muatan, dan putaran yang persis sama, Anda tidak akan bisa membedakannya. Jika Anda berpindah tempat tanpa melihat, Anda tidak akan tahu saya melakukannya.

Ini juga berarti bahwa ketika Anda melihat lubang hitam yang terbentuk sepenuhnya, Anda tidak tahu mengapa itu terbentuk. Kombinasi massa kompak apa pun dalam volume yang cukup kecil dapat melakukan pekerjaan itu. Itu bisa menjadi inti super padat dari bintang sekarat. Itu akan menjadi kotoran kucing menggemaskan yang sangat tebal yang telah dihancurkan hingga terlupakan.

Selama massa, muatan, dan rotasi sama, sejarah tidak relevan. Tidak ada informasi tentang bahan asli yang menciptakan lubang hitam. Atau itu?

Membangun piagam

“Informasi” adalah istilah yang sedikit dimuat; Mereka dapat mengambil definisi yang berbeda tergantung pada siapa Anda bertanya dan suasana hati mereka. Dalam fisika, konsep informasi terkait erat dengan pemahaman kita tentang bagaimana sistem fisik berkembang dan bagaimana kita membangun teori kita dalam fisika.

Kami suka berpikir bahwa fisika adalah model yang relatif berguna untuk memahami alam semesta tempat kita hidup. Salah satu manfaat fisika adalah kemampuannya untuk memprediksi. Jika saya memberi Anda daftar semua informasi tentang suatu sistem, saya harus dapat menerapkan hukum dan teori fisika untuk memberi tahu Anda bagaimana sistem itu akan berkembang. Dan sebaliknya juga benar. Jika saya memberi tahu Anda keadaan sistem sekarang, Anda dapat menjalankan semua matematika kembali untuk melihat bagaimana sistem mencapai keadaan saat ini.

Kedua konsep ini dikenal sebagai keniscayaan (Saya bisa memprediksi masa depan) dan cerminan (Saya bisa membaca masa lalu) Dan itu adalah inti dasar fisika. Jika teori fisika kita tidak memiliki sifat ini, kita tidak akan bisa menyelesaikan banyak pekerjaan.

Kedua konsep ini juga berlaku untuk mekanika kuantum. Ya, mekanika kuantum menempatkan batasan ketat pada apa yang dapat kita ukur tentang alam semesta, tetapi itu tidak berarti semua taruhan dibatalkan. Sebaliknya, kita dapat dengan mudah mengganti keadaan klasik yang terdefinisi dengan baik dengan keadaan kuantum yang lebih kabur dan melanjutkan hidup kita; Keadaan kuantum berkembang sesuai dengan persamaan Schrödinger, yang mendukung determinisme dan reversibilitas, jadi kita semua baik-baik saja.

Informasi tidak hilang saat membakar buku; Itu hanya campuran.

Pukulan ganda determinisme dan reversibilitas ini berarti bahwa, dalam istilah fisika, informasi harus dipertahankan selama proses apa pun. Itu tidak dapat dibuat atau dihancurkan – Jika kami menambah atau menghapus informasi satu per satu, kami tidak akan dapat memprediksi masa depan atau membaca masa lalu. Setiap kehilangan atau keuntungan berarti akan ada informasi yang hilang atau informasi tambahan, sehingga semua fisika akan hancur berkeping-keping.

Ada banyak proses yang Dia muncul Untuk menghancurkan informasi, tapi itu hanya karena kita tidak mengikuti dengan cukup hati-hati. Ambil contoh, membakar buku. Jika saya memberi Anda setumpuk abu, ini akan tampak tidak dapat diubah: tidak mungkin Anda dapat menyatukan kembali buku itu. Tetapi jika Anda memiliki mikroskop yang cukup kuat yang Anda inginkan (dan banyak kesabaran) dan Anda harus mengawasi saya saat buku itu terbakar, Anda dapat – setidaknya pada prinsipnya, yang cukup baik – menonton dan melacak pergerakannya. dari setiap molekul dalam proses. Anda kemudian dapat membalikkan semua gerakan itu dan semua interaksi itu untuk membangun kembali buku itu. Informasi tidak hilang saat membakar buku; Itu hanya campuran.

Dalam pandangan klasik dan tradisional tentang lubang hitam, semua pekerjaan yang berhubungan dengan informasi ini tidak menjadi masalah sama sekali. Informasi yang digunakan untuk membangun lubang hitam dikaburkan jauh di belakang cakrawala peristiwa – batas satu arah di permukaan lubang hitam yang membuatnya begitu unik. Sesampai di sana, informasi di alam semesta ini tidak akan pernah terlihat lagi. Apakah lubang hitam terbentuk dari bintang sekarat atau kucing tergencet, itu tidak terjadi praktis masalah. Informasi tersebut mungkin tidak dihancurkan, tetapi disembunyikan secara permanen dari pengintaian.