Astrometrik

Μπορεί μια μαύρη τρύπα να καταστρέψει πληροφορία; Το παράδοξο του Hawking στα 50 του, με τον Sgr A*

Ειδήσεις για το διάστημα · Από τον κόσμο

Όλες οι ειδήσεις για το διάστημα

· Astrometrik · Quanta · EHT

Μια viral ανάρτηση υποστηρίζει ότι η μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας, ο Τοξότης Α*, είναι «εντελώς αόρατος» και «σπάει τη φυσική». Δεν είναι αόρατος: οι αστρονόμοι παρακολουθούν άστρα που περιφέρονται γύρω από τα 4,3 εκατομμύρια ηλιακές μάζες του και απεικόνισαν τη σκιά του το 2022. Το βαθύτερο ερώτημα όμως είναι πραγματικό. Το 1976 ο Stephen Hawking υποστήριξε ότι οι μαύρες τρύπες που εξατμίζονται θα έσβηναν την πληροφορία, κάτι που απαγορεύει η κβαντική μηχανική. Υπολογισμοί από το 2019 δείχνουν ότι η πληροφορία βγαίνει, αλλά κανείς δεν ξέρει πώς. Η δική μας ματιά: πραγματική πρόοδος, όχι τελική απάντηση, και πολλή υπερβολή.

50χρόνια από το παράδοξο του Hawking (1976)
≈ 25 mn kmορίζοντας γεγονότων του Sgr A*
10⁸⁷ yrγια να εξατμιστεί ο Sgr A*

Πηγή: Astrometrik · Quanta · EHT

Κοινοποίηση του άρθρουWhatsAppTelegramXFacebook

Μαύρες τρύπες · φυσική · έλεγχος γεγονότων

Μια viral ανάρτηση, ένας πραγματικός γρίφος

Μια ανάρτηση που έγινε viral στο X αυτή την εβδομάδα υποστηρίζει ότι ο Τοξότης Α*, η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, είναι «εντελώς αόρατος» και ότι οι μαύρες τρύπες «σπάνε τη φυσική». Κάποια είναι σωστά, κάποια λάθος, και στον πυρήνα βρίσκεται ένα από τα βαθύτερα ανοιχτά ερωτήματα της επιστήμης: μπορεί μια μαύρη τρύπα να καταστρέψει πληροφορία; Ελέγξαμε τους ισχυρισμούς και εξηγούμε τον γρίφο.

Η μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας σε αριθμούς

Ο Τοξότης Α* έχει περίπου 4,3 εκατομμύρια ηλιακές μάζες και απέχει περίπου 27.000 έτη φωτός. Ο ορίζοντας γεγονότων του, το σημείο χωρίς επιστροφή, έχει διάμετρο περίπου 25 εκατομμύρια χιλιόμετρα, περίπου 18 φορές τη διάμετρο του Ήλιου. Δεν είναι αόρατος: οι αστρονόμοι παρακολουθούν εδώ και δεκαετίες άστρα που περιφέρονται γύρω του, έργο που χάρισε το Νόμπελ 2020 στους Reinhard Genzel και Andrea Ghez, και στις 12 Μαΐου 2022 το Event Horizon Telescope έδωσε την πρώτη εικόνα της σκιάς του: ένα σκοτεινό κέντρο μέσα σε φωτεινό αέριο.

Μαύρη τρύπαΤοξότης Α* (Sgr A*)
Μάζα≈ 4,3 εκατ. ήλιοι
Ορίζοντας γεγονότων≈ 25 εκατ. km
Απόσταση≈ 27.000 έτη φωτός
Θερμοκρασία Hawking≈ 0,000 000 000 000 01 K
Χρόνος εξάτμισης≈ 10⁸⁷ χρόνια

Πώς εξατμίζεται μια μαύρη τρύπα και η καμπύλη που λέει ότι η πληροφορία διαφεύγει

μαύρη τρύπαη πληροφορία πέφτειακτινοβολία Hawking ↗χρόνος Pageεντροπία ακτινοβολίαςχρόνος →Hawking 1976: ανεβαίνει συνεχώςκαμπύλη Page: η πληροφορία βγαίνειΕικονογράφηση, όχι υπό κλίμακα

Πρωτότυπο animation της Astrometrik, όχι υπό κλίμακα. Αριστερά: ύλη πέφτει στη μαύρη τρύπα ενώ στον ορίζοντα εμφανίζονται ζεύγη σωματιδίων και το ένα διαφεύγει ως ακτινοβολία Hawking, οπότε η τρύπα συρρικνώνεται αργά. Δεξιά: η εντροπία της ακτινοβολίας. Ο υπολογισμός του Hawking (1976) ανεβαίνει συνεχώς (η πληροφορία χάνεται)· ο Don Page έδειξε ότι, αν η πληροφορία διατηρείται, η καμπύλη πρέπει να γυρίσει στη μέση και να πέσει στο μηδέν. Οι υπολογισμοί από το 2019 αναπαράγουν αυτή τη στροφή.

Το πρόβλημα του Hawking κλείνει 50 χρόνια

Το 1974 ο Stephen Hawking έδειξε ότι, αν ληφθεί υπόψη η κβαντική φυσική, οι μαύρες τρύπες δεν είναι εντελώς μαύρες: λάμπουν αχνά και χάνουν σιγά σιγά μάζα. Το 1976 κατέληξε στο ανησυχητικό συμπέρασμα: η λάμψη μοιάζει με καθαρή θερμότητα, χωρίς ίχνος από ό,τι έπεσε μέσα, άρα όταν η τρύπα εξατμιστεί η πληροφορία θα έχει χαθεί. Η κβαντική μηχανική το απαγορεύει: η πλήρης κατάσταση ενός συστήματος πρέπει, κατ’ αρχήν, να ανακτάται πάντα.

Δεν πρόκειται για σύγκρουση «η σχετικότητα λέει καταστρέφεται, η κβαντική λέει διατηρείται», όπως τη βάζει η ανάρτηση. Το πρόβλημα εμφανίζεται μόνο όταν συνδυαστούν οι δύο, στον ίδιο τον υπολογισμό της ακτινοβολίας από τον Hawking. Για τον Τοξότη Α* η διαδικασία είναι αφάνταστα αργή: η θερμοκρασία Hawking του είναι περίπου ένα εκατοντάκις τρισεκατομμυριοστό του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν, ψυχρότερη από την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, άρα σήμερα απορροφά πολύ περισσότερα απ’ όσα εκπέμπει.

Λύθηκε; Εν μέρει

Το 1993 ο Don Page έδειξε τι πρέπει να κάνει η ακτινοβολία αν η πληροφορία επιβιώνει: η εντροπία της πρέπει να ανέβει, να κορυφωθεί περίπου στη μέση της εξάτμισης και να επιστρέψει στο μηδέν. Το 2019 δύο ομάδες (Ahmed Almheiri, Netta Engelhardt και συνεργάτες, και Geoff Penington) βρήκαν τρόπο να υπολογίσουν αυτή την «καμπύλη Page» με «νησίδες» μέσα στη μαύρη τρύπα και, με συγγενή μέθοδο, με «σκουληκότρυπες αντιγράφων». Το αποτέλεσμα βγήκε σωστό: η πληροφορία βγαίνει. Όμως, όπως είπε ο φυσικός Raphael Bousso: «Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε την καμπύλη Page, και δεν ξέρω γιατί.» Ο μηχανισμός παραμένει άγνωστος και κάποιοι φυσικοί αμφισβητούν τις μεθόδους.

Fuzzballs, σκουληκότρυπες και άλλες ιδέες

Η θεωρία χορδών προτείνει τα «fuzzballs»: μαύρες τρύπες χωρίς ανωμαλία, μόνο μια μπερδεμένη κβαντική επιφάνεια που αποθηκεύει και ξαναεκπέμπει τα πάντα. Οι σκουληκότρυπες των εργασιών του 2019 είναι μαθηματικές συντομεύσεις στον υπολογισμό της εντροπίας, όχι πύλες για ταξίδια. Άλλες προτάσεις λένε ότι η εξάτμιση σταματά και αφήνει ένα μικροσκοπικό σταθερό υπόλειμμα με την πληροφορία. Το 2026 κάποιοι τίτλοι έγραψαν ότι ο γρίφος «λύθηκε επιτέλους», αλλά πρόκειται για αδοκίμαστες θεωρίες. Δίκαιη σύνοψη: πραγματική πρόοδος, καμία συναίνεση, κανένα πείραμα ακόμη.

Δείτε: το παράδοξο της μαύρης τρύπας σε λιγότερο από ένα λεπτό

Το σύντομο animated βίντεό μας εξηγεί το παράδοξο του Hawking με τον Τοξότη Α* (αγγλική αφήγηση).

Έλεγχος: η viral ανάρτηση

Οι ισχυρισμοί, ένας προς έναν:

  • Σωστό«15 εκατομμύρια μίλια πλάτος, 4 εκατομμύρια ηλιακές μάζες»Σχεδόν: ο ορίζοντας έχει διάμετρο περίπου 15,8 εκατ. μίλια (25 εκατ. km) και η μάζα είναι περίπου 4,3 εκατ. ήλιοι.
  • Λάθος«Εντελώς αόρατος»Παρακολουθούμε άστρα σε τροχιά γύρω του και απεικονίσαμε τη σκιά του το 2022.
  • Εν μέρει«Η σχετικότητα λέει καταστρέφεται, η κβαντική διατηρείται»Η σύγκρουση εμφανίζεται μόνο όταν προστεθούν κβαντικά φαινόμενα (ακτινοβολία Hawking) στη σχετικότητα.
  • Σωστό«Οι φυσικοί χάνουν τον ύπνο τους 50 χρόνια»Ναι: η εργασία του Hawking για την απώλεια πληροφορίας δημοσιεύτηκε το 1976.
  • Λάθος«Η ίδια αρχή που εμποδίζει ένα LLM να “παραισθανθεί” ένα token»Δεν υπάρχει φυσική σχέση ανάμεσα σε γλωσσικά μοντέλα και μαύρες τρύπες.
  • Εν μέρει«Οι σκουληκότρυπες δείχνουν ότι είναι πύλες»Οι σκουληκότρυπες των πρόσφατων εργασιών είναι μαθηματικά εργαλεία για την εντροπία, όχι περάσματα.
  • Εν μέρει«Κανείς δεν το έχει λύσει»Από το 2019 οι υπολογισμοί δείχνουν ότι η πληροφορία βγαίνει· το πώς παραμένει ανοιχτό.

Η αρχική ανάρτηση στο X:

Σύρετε τη μάζα: πόσο θερμή, πόσο μεγάλη, πόσο διαρκεί;

Κάθε μαύρη τρύπα λάμπει με θερμοκρασία που ορίζεται από τη μάζα της: όσο μικρότερη, τόσο θερμότερη. Επιλέξτε μάζα για να δείτε τον ορίζοντα, τη θερμοκρασία Hawking και τον χρόνο εξάτμισης.

Ηλικία του Σύμπαντος: 1,4 × 10¹⁰ χρόνια. Ο ουρανός στο υπόβαθρο έχει 2,7 K, οπότε οι μεγάλες μαύρες τρύπες ακόμη μεγαλώνουν.

Δείτε πού βρίσκεται ο Sgr A*

Ο Τοξότης Α* βρίσκεται προς τον αστερισμό του Τοξότη, στο λαμπρότερο τμήμα του καλοκαιρινού Γαλαξία. Τον Οκτώβριο δύει στα νοτιοδυτικά λίγο μετά το σούρουπο. Ο χάρτης ουρανού μας δείχνει πού είναι.

Συχνές ερωτήσεις

Τι είναι το παράδοξο της πληροφορίας των μαύρων τρυπών;

Ο Hawking έδειξε το 1974 ότι οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν αχνή ακτινοβολία και εξατμίζονται. Το 1976 υποστήριξε ότι αυτή η ακτινοβολία δεν φέρει πληροφορία για ό,τι έπεσε μέσα, άρα η πληροφορία θα καταστρεφόταν, κάτι που απαγορεύει η κβαντική μηχανική.

Έχει λυθεί το παράδοξο;

Εν μέρει. Από το 2019 υπολογισμοί με νησίδες και σκουληκότρυπες αντιγράφων δείχνουν ότι η πληροφορία μπορεί να βγει από μια μαύρη τρύπα που εξατμίζεται, αλλά δεν είναι γνωστό πώς και οι μέθοδοι συζητούνται.

Πόσο μεγάλος είναι ο Τοξότης Α*;

Περίπου 4,3 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, με ορίζοντα γεγονότων διαμέτρου περίπου 25 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, περίπου 18 φορές τη διάμετρο του Ήλιου.

Είναι αόρατος ο Τοξότης Α*;

Όχι εντελώς. Βλέπουμε άστρα να περιφέρονται γύρω του, και το Event Horizon Telescope απεικόνισε τη σκιά του μπροστά σε φωτεινό αέριο το 2022.

Πηγές και υπολογισμός

Πηγές: S. W. Hawking, Nature 248 (1974) και Physical Review D 14, 2460 (1976)· D. N. Page (1993)· Quanta Magazine (29 Οκτωβρίου 2020)· Space.com για την εικόνα του Sgr A* από το Event Horizon Telescope (12 Μαΐου 2022)· Νόμπελ Φυσικής 2020· ScienceDaily (2026)· η viral ανάρτηση του @0xeronn στο X (Οκτώβριος 2026). Μέγεθος ορίζοντα, θερμοκρασία και διάρκεια ζωής υπολογισμένα από την Astrometrik με τους τυπικούς τύπους.

Οι θέσεις και οι ώρες υπολογίστηκαν ξανά με το Astronomy Engine, τη βιβλιοθήκη υπολογισμού ουρανού που χρησιμοποιεί το Astrometrik· οι ώρες Βιέννης και Κωνσταντινούπολης είναι τοπικές. Τα σχέδια της σελίδας ανήκουν στο Astrometrik.

Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει

Πώς είναι ο ουρανός απόψε;

Δείτε ζωντανά πού βρίσκονται οι πλανήτες και η Σελήνη.

Άνοιγμα ουρανού

Υπάρχουν εκδηλώσεις κοντά σας;

Βραδιές αστεροσκοπείου, συναντήσεις παρατήρησης και εργαστήρια, όλα σε ένα μέρος.

Δείτε εκδηλώσεις

Όλες οι ειδήσεις για το διάστημα