‎เราสามารถแก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดําด้วย ‘โฟตอนทรงกลม’ ได้หรือไม่?‎

‎เราสามารถแก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดําด้วย 'โฟตอนทรงกลม' ได้หรือไม่?‎

‎ โดย ‎‎ ‎‎ ‎‎Paul Sutter‎‎ ‎‎ ‎‎ เผยแพร่เมื่อ ‎‎18 กรกฎาคม 2021‎ ‎หลุมดํานั้นง่ายเหมือนที่ปรากฏหรือมีเรื่องราวของพวกเขามากขึ้นหรือไม่?‎

A simulated image of a black hole.‎เราเคยแก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดําได้ไหม?‎‎ ‎‎(เครดิตภาพ: นาซ่า)‎‎หลุมดํา‎‎นั้นง่ายเหมือนที่ปรากฏหรือมีเรื่องราวของพวกเขามากขึ้นหรือไม่? ‎‎ทฤษฎีที่พยายามแก้ไขความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดําที่เรียกว่าทํานายว่าหลุมดํามีความซับซ้อนมากกว่าความสัมพันธ์ทั่วไปที่แนะนํา การสังเกตการณ์ในอนาคตของทรงกลมโฟตอน – แถบแสงหมุนรอบขอบของหลุมดํา – จะสามารถทดสอบทฤษฎีเหล่านี้ได้‎

‎ความขัดแย้งของข้อมูล‎‎ตาม‎‎ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ‎‎อัลเบิร์ตไอน์สไตน์หลุมดํา

นั้นเรียบง่ายอย่างน่าประหลาดใจ ถ้าคุณรู้มวลประจุและการหมุนของหลุมดําคุณรู้ทุกอย่างที่จะรู้เกี่ยวกับมัน ในความเป็นจริงหลุมดําเป็นตัวละครที่ง่ายที่สุดและตรงไปตรงมาที่สุดในจักรวาล‎

‎แต่ความเรียบง่ายที่เห็นได้ชัดนั้นก่อให้เกิดความขัดแย้งที่น่าหนักใจ ในช่วงทศวรรษที่ 1970 สตีเฟ่น ฮอว์คิง นักดาราศาสตร์ชื่อดังตระหนักว่าหลุมดําไม่ได้เป็นสีดําสนิท แต่พวกเขาปล่อยรังสีผ่านกระบวนการทางกลควอนตัมที่ละเอียดอ่อนที่ทํางานที่‎‎ขอบฟ้าเหตุการณ์‎‎ของพวกเขาหรือขอบเขตของหลุมดําที่ไม่มีอะไรเลยแม้แต่แสงก็สามารถหลบหนีได้‎

‎เนื่องจากหลุมดํานั้นเรียบง่ายและสามารถอธิบายได้ด้วยตัวเลขเพียงสามตัวข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับวัสดุที่ตกอยู่ในหลุมดําจึงดูเหมือนจะถูกล็อคไว้ตลอดไป ไม่สําคัญว่าคุณจะสร้างหลุมดําจากดาวที่ตายแล้วและฝุ่นระหว่างดวงดาวหรือหลุมดําจากแมว ตราบใดที่หลุมดําทั้งสองมีสปินมวลและประจุเท่ากันพวกมันจะเหมือนกัน‎

‎ในสูตรดั้งเดิมของฮอว์คิงของกระบวนการรังสีของเขารังสีที่ดําเนินการไม่มีข้อมูลไปกับมัน แต่เมื่อหลุมดําปล่อยรังสีมันจะระเหยไปในที่สุดก็หายไปโดยสิ้นเชิง – ดังนั้นความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดําที่เรียกว่า ถ้าข้อมูลจํานวนมากตกอยู่ในหลุมดําและข้อมูลไม่สามารถทําลายได้ดังนั้นเมื่อหลุมดําหายไปข้อมูลทั้งหมดจะไปที่ไหน? ‎

‎ ‎

‎ ‎‎วิดีโอ:‎‎ ‎‎นักวิทยาศาสตร์พบก้อนหลุมดําภายในหัวใจของกระจุกดาวทรงกลม‎

‎ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมามีความพยายามหลายครั้งในการแก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูล ข้อเสนอเหล่านั้นบางส่วนเกี่ยวข้องกับการขยายความรู้ของเราเกี่ยวกับความสัมพันธ์ทั่วไป บางคนเกี่ยวข้องกับความพยายามที่จะแต่งงานกับความสัมพันธ์ทั่วไปด้วยความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัม และบางคนก็แปลกมาก‎

‎อย่างไรก็ตามความพยายามทั้งหมดในการแก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูลนั้นไม่ได้รับการพิสูจน์

 มันยากมากที่จะสังเกตหลุมดําโดยตรงเนื่องจากเรามักจะเห็นพวกเขาเฉพาะเมื่อพวกเขาโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมของพวกเขา (โดยปกติโดยการกลืนก้อนก๊าซหรือฝุ่นขนาดใหญ่) หรือเมื่อพวกเขารวมและปล่อย‎‎คลื่นความโน้มถ่วง‎‎แต่สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปในปี 2019 เมื่อเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลกที่รู้จักกันในชื่อกล้องโทรทรรศน์ Event Horizon ทํางานในคอนเสิร์ตเพื่อส่งมอบภาพเดียว‎‎ของ M87 *‎‎ หลุมดํามวลยวดยิ่งในใจกลางกาแล็กซี่ Virgo‎

‎ภาพนั้นโดดเด่นและหลอน ช่องว่างที่มืดตรงกลางคือเงาที่ทอดโดยขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดําป้องกันไม่ให้แสงใด ๆ ที่อยู่เบื้องหลังหลุมดําจากการเจาะผ่าน และความว่างเปล่านั้นถูกล้อมรอบด้วยวงแหวนแห่งแสงที่เปล่งออกมาโดยพลาสมาที่ร้อนจัดล้อมรอบหลุมดํา‎‎แหวนแห่งไฟ‎‎ภาพนี้บอกอะไรเราได้บ้างเกี่ยวกับธรรมชาติที่แท้จริงของ‎‎ขอบฟ้าเหตุการณ์หลุมดํา‎‎?‎

‎ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดํานั้นเล็กกว่าเงาของมันมาก เงาดูใหญ่มากเพราะการดัดพื้นที่ใกล้กับหลุมดํา และการนอนอยู่ที่ไหนสักแห่งระหว่างขอบฟ้าเหตุการณ์นั้นกับขอบเงาเป็นคุณสมบัติที่น่าสนใจซึ่งเป็นผลมาจากการดัดพื้นที่สุดขั้ว: ทรงกลมโฟตอน ทรงกลมโฟตอนเป็นพื้นที่ใกล้กับหลุมดําที่แรงโน้มถ่วงมีความแข็งแรงมากจนแสงสามารถโคจรรอบหลุมดําได้‎

‎วงโคจรในภูมิภาคนั้นไม่เสถียร โฟตอนสามารถวนรอบหลุมดําได้สองสามครั้ง แต่จะไม่อยู่ตลอดไป ในที่สุดพวกเขาจะรั่วไหลออกมาทําให้เกิดวงแหวนแสงที่บางและมองเห็นได้รอบหลุมดํา‎

‎ในความสัมพันธ์ทั่วไปแบบคลาสสิกทรงกลมโฟตอนนั้นบางมากจนแทบจะไม่มีอยู่จริงและเป็นลมเกินกว่าที่จะเห็นได้ในภาพของ M87 * ที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์ Event Horizon‎‎ตอนนี้ทีมนักวิจัยได้ตรวจสอบคุณสมบัติของทรงกลมโฟตอนในทฤษฎีที่พยายามแก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดํา พวกเขาพบว่าทฤษฎีที่ซับซ้อนบางอย่างของขอบฟ้าเหตุการณ์หลุมดํามีอิทธิพลต่อสภาพแวดล้อมโดยรอบของพวกเขารวมถึงทรงกลมโฟตอน ในบางส่วนของทฤษฎีเหล่านี้เป็นไปได้สําหรับทรงกลมโฟตอนที่จะ

credit : memoriasdelfuturoimperfecto.com, michaelclauser.com, myopelmeriva.com, myserverathome.com, nadjicimera.com, naturalstoneexporters.com, nomadiqshelters.com, observatoriosiderense.com, offertopzd.com, omericandream.com