Hawking's black hole paradox explained - Fabio Pacucci

Traducător: Diana Lupei Corector: Cristina Nicolae

Scientists work on the boundaries of the unknown,

Oamenii de știință cercetează la granițele necunoscutului,

where every new piece of knowledge forms a path into a void of uncertainty.

unde orice fărâmă de cunoștere formează un drum spre neantul incertitudinii.

And nothing is more uncertain–

Și nimic nu e mai incert -

or potentially enlightening– than a paradox.

sau potențial edificator - decât un paradox.

Throughout history,

De-a lungul istoriei,

paradoxes have threatened to undermine everything we know,

paradoxurile au amenințat să submineze tot ceea ce știm,

and just as often, they’ve reshaped our understanding of the world.

și tot la fel de des, au schimbat felul în care înțelegem lumea.

Today, one of the biggest paradoxes in the universe

În prezent, unul dintre cele mai mari paradoxuri din lume amenință

threatens to unravel the fields of general relativity and quantum mechanics:

domeniul relativității generale și al mecanicii cuantice:

the black hole information paradox.

paradoxul informațional al găurii negre.

To understand this paradox,

Pentru a înțelege acest paradox,

we first need to define what we mean by "information."

mai întâi trebuie să definim ce înțelegem prin „informație”.

Typically, the information we talk about is visible to the naked eye.

De obicei, informația despre care vorbim e vizibilă cu ochiul liber.

For example,

De exemplu,

this kind of information tells us that an apple is red, round, and shiny.

acest tip de informație ne spune că un măr este roșu, rotund și lucios.

But physicists are more concerned with quantum information.

Dar fizicienii sunt mult mai interesați de informația cuantică.

This refers to the quantum properties of all the particles that make up that apple,

Aceasta se referă la proprietățile cuantice a particulelor ce îl alcătuiesc.

such as their position, velocity and spin.

cum ar fi poziția, viteza și rotația.

Every object in the universe is composed

Orice obiect din univers e compus

of particles with unique quantum properties.

din particule care au proprietăți cuantice unice.

This idea is evoked most significantly in a vital law of physics:

Această idee e evocată într-o lege crucială a fizicii:

the total amount of quantum information in the Universe must be conserved.

cantitatea totală a informației cuantice din univers trebuie să fie conservată.

Even if you destroy an object beyond recognition,

Chiar dacă un obiect e distrus până nu mai poate fi recunoscut,

its quantum information is never permanently deleted.

informația sa cuantică nu e niciodată ștearsă permanent.

And theoretically, knowledge of that information

Și teoretic, această informație

would allow us to recreate the object from its particle components.

ne va ajuta să recreăm obiectul din particulele sale.

Conservation of information isn’t just an arbitrary rule,

Conservarea informației nu e doar o regulă arbitrară,

but a mathematical necessity, upon which much of modern science is built.

dar și o necesitate matematică, pe care o mare parte a științei e construită.

But around black holes, those foundations get shaken.

Însă în jurul găurilor negre, aceste reguli se schimbă.

When an apple enters a black hole,

Când un măr intră într-o gaură neagră,

it seems as though it leaves the universe,

pare că părăsește universul,

and all its quantum information becomes irretrievably lost.

iar toată informația sa cuantică se pierde definitiv.

However, this doesn’t immediately break the laws of physics.

Dar asta nu schimbă neapărat legile fizicii.

The information is out of sight,

Informația dispare,

but it might still exist within the black hole’s mysterious void.

dar poate exista în misteriosul neant al găurii negre.

Alternatively, some theories suggest

În același timp, unele teorii sugerează

that information doesn’t even make it inside the black hole at all.

că informația nici măcar nu ajunge înăuntrul acesteia.

Seen from outside, it’s as if the apple’s quantum information

Văzut din afară, e ca și cum informația cuantică a mărului

is encoded on the surface layer of the black hole, called the event horizon.

e codificată în stratul de suprafață denumit orizontul evenimentelor.

As the black hole’s mass increases,

Odată ce masa găurii negre crește,

the surface of the event horizon increases as well.

suprafața orizontului evenimentelor crește și ea.

So it’s possible that as a black hole swallows an object,

Deci e posibil ca în timp ce gaura neagră înghite un obiect,

it also grows large enough to conserve the object’s quantum information.

crește destul de mult pentru a conserva informația cuantică a acestuia.

But whether information is conserved inside the black hole or on its surface,

Dacă informația e conservată în gaura neagră sau la suprafața ei,

the laws of physics remain intact–

legile fizicii rămân intacte -

until you account for Hawking Radiation.

până luăm în considerare Radiația Hawking.

Discovered by Stephen Hawking in 1974,

Descoperit de Stephen Hawking în 1974,

this phenomenon shows that black holes are gradually evaporating.

acest fenomen arată că găurile negre se evaporează.

Over incredibly long periods of time

De-a lungul unor perioade lungi de timp

black holes lose mass as they shed particles away from their event horizons.

găurile negre pierd din masă când iradiază particule din orizontul evenimentelor.

Critically, it seems as though the evaporating particles

Pare ca și cum particulele care se evaporă

are unrelated to the information the black hole encodes–

nu au nicio legătură cu informația pe care găurile negre o codează -

suggesting that a black hole and all the quantum information it contains

sugerând că o gaură neagră și toată informația cuantică pe care o conține

could be completely erased.

ar putea dispărea definitiv.

Does that quantum information truly disappear?

Oare informația cuantică dispare cu adevărat?

If not, where does it go?

Dacă nu, ce se intamplă cu aceasta?

While the evaporation process would take an incredibly long time,

În timp ce procesul de evaporare ar putea dura foarte mult timp,

the questions it raises for physics are far more urgent.

problemele care apar în domeniul fizicii sunt mult mai urgente.

The destruction of information

Distrugerea informației

would force us to rewrite some of our most fundamental scientific paradigms.

ne-ar forța să rescriem unele dintre cele mai fundamentale paradigme științifice.

But fortunately, in science,

Din fericire, în știință,

every paradox is an opportunity for new discoveries.

orice paradox e o oportunitate pentru noi descoperiri.

Researchers are investigating a broad range of possible solutions

Cercetătorii investighează o varietate largă de posibilități

to the Information Paradox.

despre Paradoxul Informațional.

Some have theorized

Unii au speculat

that information actually is encoded in the escaping radiation,

că informația e de fapt codată în radiațiile ce scapă,

in some way we can’t yet understand.

dar nu putem înțelege cum.

Others have suggested the paradox is just a misunderstanding

Alții au sugerat că paradoxul e doar o neînțelegere

of how general relativity and quantum field theory interact.

despre cum relativitatea generală interacționează cu teoria cuantică.

Respectively,

Respectiv,

these two theories describe the largest and smallest physical phenomena,

aceste două teori descriu cele mai mari și cele mai mici fenomene fizice,

and they’re notoriously difficult to combine.

și sunt greu de combinat.

Some researchers argue that a solution to this and many other paradoxes

Unii cercetători susțin că o soluție pentru acest paradox și multe altele

will come naturally with a “unified theory of everything.”

va apărea odată cu „teoria unificată”.

But perhaps the most mind-bending theory to come from exploring this paradox

Dar poate cea mai uluitoare teorie care a apărut de la acest paradox

is the holographic principle.

e principiul holografic.

Expanding on the idea that the 2D surface of an event horizon

Dezvoltând ideea că suprafața 2D a orizontului evenimentelor

can store quantum information,

poate stoca informație cuantică,

this principle suggests that the very boundary of the observable universe

acest principiu sugerează că frontierele universului observabil

is also a 2D surface encoded with information

e de asemenea o suprafață 2D codată cu informații

about real, 3D objects.

despre obiecte 3D reale.

If this is true, it’s possible that reality as we know it

Dacă asta e adevărat, e posibil ca realitatea pe care o știm

is just a holographic projection of that information.

să fie doar o proiecție holografică a acelor informații.

If proven, any of these theories would open up new questions to explore,

Dacă sunt adevărate, oricare dintre ele ne vor conduce la noi întrebări,

while still preserving our current models of the universe.

păstrând totodată modelele noastre curente despre univers.

But it’s also possible that those models are wrong!

Dar există și posibilitatea ca acele modele să fie greșite!

Either way, this paradox has already helped us take another step

Oricum, acest paradox ne-a ajutat deja să facem încă un pas înainte

into the unknown.

spre necunoscut.