Hawking's black hole paradox explained - Fabio Pacucci

Çeviri: Saliha Karatepeli Gözden geçirme: Figen Ergürbüz

Scientists work on the boundaries of the unknown,

Bilim insanları, her yeni bilgi parçasıyla belirsizlik boşluğuna yol oluşturan,

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

bilinmeyenin sınırları üzerinde çalışıyor.

And nothing is more uncertain–

Ve hiçbir şey bir paradokstan daha belirsiz

or potentially enlightening– than a paradox.

ya da potansiyel olarak daha aydınlatıcı değil.

Throughout history,

Tarih boyunca paradokslar,

paradoxes have threatened to undermine everything we know,

bildiğimiz her şeyi baltalamakla tehdit ettiler

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

ve aynı sıklıkla dünyayı algılayışımızı yeniden şekillendirdiler.

Today, one of the biggest paradoxes in the universe

Bugün evrendeki en büyük paradokslardan birisi genel görelilik

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

ve kuantum mekaniği alanlarının sırrını çözmekle tehdit ediyor:

the black hole information paradox.

Kara delik bilgi paradoksu.

To understand this paradox,

Bu paradoksu anlamak için

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

öncelikle "bilgi" ile ne kastettiğimizi tanımlamamız gerek.

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

Genel anlamda bahsettiğimiz bilgi, çıplak gözle görülebilir olan.

For example,

Örneğin bu tarz bir bilgi bize

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

elmanın kırmızı, yuvarlak ve parlak olduğunu söyler.

But physicists are more concerned with quantum information.

Fakat fizikçiler kuantum bilgisi ile daha çok ilgilidirler.

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

Bu da elmayı elma yapan konum, hız ve dönü gibi

such as their position, velocity and spin.

tüm zerrelerin kuantum özelliklerine gönderme yapar.

Every object in the universe is composed

Evrendeki her nesne eşsiz kuantum özelliklerine sahip

of particles with unique quantum properties.

parçacıklardan oluşur.

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

Bu fikir en belirgin olarak hayati bir fizik yasasında akla gelmiştir:

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

Evrendeki toplam kuantum bilgi miktarı korunmalıdır.

Even if you destroy an object beyond recognition,

Bir nesneyi tanınmayacak hale gelecek kadar tahrip etseniz bile

its quantum information is never permanently deleted.

kuantum bilgisi asla tamamen silinmez.

And theoretically, knowledge of that information

Teorik olarak bu bilgi, nesneyi parçacık bileşenlerinden

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

yeniden oluşturmamıza olanak tanır.

Conservation of information isn’t just an arbitrary rule,

Bilginin korunumu, nedensiz bir kural değil

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

modern bilimin çoğunun inşa edildiği matematiksel bir gerekliliktir.

But around black holes, those foundations get shaken.

Ancak kara deliklerin etrafındayken bu dayanaklar sarsılır.

When an apple enters a black hole,

Bir elma kara deliğe girdiğinde

it seems as though it leaves the universe,

evrenden ayrılıyormuş gibi görünür

and all its quantum information becomes irretrievably lost.

ve tüm kuantum bilgisi geri dönüşü olmayan bir şekilde kaybolur.

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

Oysa bu ille de fizik kurallarını kırdığı anlamına gelmez.

The information is out of sight,

Bilgi görüş alanı dışında

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

ama hala kara deliğin gizemli boşluğunda var olabilir.

Alternatively, some theories suggest

Alternatif olarak bazı teoriler bilginin

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

kara deliğin içine geçemediğini öne sürmektedir.

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

Dışarıdan bakıldığında, elmanın kuantum bilgisi

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

olay ufku denilen kara delik yüzey katmanında şifrelenmiş gibidir.

As the black hole’s mass increases,

Kara deliğin kütlesi arttıkça,

the surface of the event horizon increases as well.

olay ufkunun yüzeyi de artmaktadır.

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

Kara delik bir nesneyi içine çektiğinde,

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

nesnenin kuantum bilgisini de koruyacak kadar genişlemesi mümkündür.

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

İster bilgi kara deliğin içinde, ister yüzeyinde saklansın

the laws of physics remain intact–

Hawking ışınımı açıklanana kadar

until you account for Hawking Radiation.

fizik yasaları geçerlidir.

Discovered by Stephen Hawking in 1974,

Stephan Hawking tarafından 1974 yılında keşfedilen bu hadise,

this phenomenon shows that black holes are gradually evaporating.

kara deliklerin yavaş yavaş buharlaştığını göstermektedir.

Over incredibly long periods of time

Aşırı derecede uzun bir zaman diliminde,

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

kara delikler olay ufuklarından uzaklara parçacık saçarken kütle kaybederler.

Critically, it seems as though the evaporating particles

Buharlaşan parçacıklar,

are unrelated to the information the black hole encodes–

kara deliğin şifrelediği bilgiyle alakasız gibi görünebilir.

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

bu bir kara deliğin ve içerdiği tüm kuantum bilgisinin

could be completely erased.

tamamen silinebileceğini gösterir.

Does that quantum information truly disappear?

Kuantum bilgisi gerçekten kaybolur mu?

If not, where does it go?

Eğer kaybolmazsa nereye gider?

While the evaporation process would take an incredibly long time,

Buharlaşma süreci inanılmaz derecede uzun sürse de,

the questions it raises for physics are far more urgent.

fizik açısından gündeme getirdiği sorular çok daha acildir.

The destruction of information

Bilginin tahrip olması, en temel bilimsel paradigmalarımızı

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

yeniden yazmaya mecbur bırakabilir.

But fortunately, in science,

Neyse ki bilimde her paradoks

every paradox is an opportunity for new discoveries.

yeni keşifler için bir fırsattır.

Researchers are investigating a broad range of possible solutions

Araştırmacılar Bilgi Paradoksu için

geniş kapsamlı muhtemel çözümler araştırıyorlar.

to the Information Paradox.

Some have theorized

Bazıları bilginin

that information actually is encoded in the escaping radiation,

henüz anlayamadığımız bir şekilde

in some way we can’t yet understand.

kaçan radyasyonda şifrelendiği teorisini sundu.

Others have suggested the paradox is just a misunderstanding

Diğerleri paradoksun sadece genel görelilik ve kuantum alan teorisinin

of how general relativity and quantum field theory interact.

etkileşimine dair bir yanlış anlaşılma olduğunu ileri sürdü.

Respectively,

Sırasıyla bu iki teori,

these two theories describe the largest and smallest physical phenomena,

en büyük ve en küçük fiziksel olayı tanımlıyor

and they’re notoriously difficult to combine.

ve herkesin bildiği üzere birleştirilmeleri zor.

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

Bazı araştırmacılar bunun ve diğer paradoksların çözümlerinin

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

"her şeyin birleşmiş teorisi" ile doğal olarak geleceğini savunuyorlar.

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

Bu paradoksu keşfederken karşılaşılan en akıl almaz teori

is the holographic principle.

muhtemelen holografik prensiptir.

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

Bu prensip olay ufkunun 2B yüzeyinin kuantum bilgisini

can store quantum information,

depolayabileceği fikrini genişleterek,

this principle suggests that the very boundary of the observable universe

gözlemlenebilir evrenin her sınırının da

is also a 2D surface encoded with information

gerçek 3B nesneler hakkında

about real, 3D objects.

bilgi şifrelenmiş 2B yüzeyler olduğunu öne sürer.

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

Eğer bu doğru ise, bildiğimiz gerçekliğin

is just a holographic projection of that information.

o bilginin sadece holografik bir izdüşümü olması mümkün.

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

Bu teorilerden herhangi biri kanıtlanırsa, evrenin mevcut modelleri korunurken

while still preserving our current models of the universe.

keşfedilecek yeni sorular doğuracaklar.

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

Ancak bu modellerin yanlış olması da muhtemel!

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

Her hâlükarda bu paradoks,

bilinmeyene doğru bir adım daha atmamıza çoktan yardımcı oldu.

into the unknown.