Podivuhodný osud osoby padající do černé díry 2

Ale co kdyby existoval nějaký způsob, který by ji umožnil zjistit, co se stalo na druhé straně horizontu, aniž by ho musela sama překročit?

Obecná teorie relativity nám říká, že to nelze, ale kvantová mechanika rigidnost těchto zákonů trošku rozmazala. Anna by mohla nahlédnout za horizont událostí s pomocí malého triku, který Einstein nazýval "strašidelné působení na dálku".

K tomu dochází, když nějaké dva soubory částic, které jsou navzájem odděleny v prostoru, jsou záhadně "propojeny". Jsou součástí samostatného, neviditelného celku, takže informaci, potřebnou k jejich popisu, nelze nalézt ani v jednom z obou souborů, ale v tajemném propojení mezi nimi.

Částice, navzájem oddělené velkou vzdáleností, mohou být "strašidelně" propojeny (Credit: Victor de Schwanberg/SPL)

Fyzikové ze skupiny AMPS si to představovali takto. Řekněme, že Anna odchytí nějaký bit informace poblíž horizontu událostí - nazývejme ho A. Pokud je její příběh pravdivý a vy jste po smrti, rozmixovaný v Hawkingově radiaci vně černé díry, potom bit A musí být propojený s jiným bitem informace, B, který je také částí žhavého oblaku radiace.

Na druhé straně, pokud je váš příběh pravdivý a vy žijete v pohodě na druhé straně horizontu událostí, potom bit A musí být propojen s jiným bitem informace, C, který je někde uvnitř černé díry.

Je zde ale jeden háček: každý bit informace může být vázán jen jednou. To znamená, že bit A může být vázán k B nebo k C, ale ne k oběma.

Černé díry mohou odbírat materiál z blízkých hvězd (Credit: NASA/CXC/M. Weiss)

A tak Anna vloží svůj bit A do příručního dekódovacího zařízení, které vydá odpověď: buď B, nebo C. Pokud odpovědí bude C, potom váš příběh vyhrává, ale jsou porušeny zákony kvantové mechaniky. Pokud je bit A provázán s bitem C, který se nachází hluboko uvnitř černé díry, tato informace je pro Annu navždy ztracena. Ovšem kvantový zákon, stanovující, že informace se nemůže ztratit, je porušen.

Tak zůstává bit B. Pokud Annin dešifrovací stroj zjistí, že A je provázáno s B, potom vyhrává Anna a poraženým je obecná teorie relativity. Pokud je bit A provázaný s bitem B, Annina verze příběhu je pravdivá, což znamená, že vy jste shořeli na popel. Místo hladkého průletu horizontem, jak to tvrdí teorie relativity, jste narazili na hořící ohnivou stěnu.

Takže jsme opět tam, kde jsme byli na začátku: co se stane, když spadnete do černé díry? Vletíte do ní bez problémů a budete žít normální život, díky realitě, která je podivně závislá na pozorovateli? Nebo při přiblížení se k černé díře narazíte na smrtící ohnivou stěnu?

Černé díry zakřivují světelné parsky a způsobují efekt gravitační čiočky. (Credit: Ute Kraus, CC by 2.5)

Odpověď nezná nikdo a tato otázka se stala jednou z nejkontroverznějších otázek elementární fyziky.

Fyzikové strávili více než jedno století snahou uvést v soulad obecnou teorii relativity s kvantovou mechanikou. Věděli přitom, že se nakonec budou muset jedné z těchto teorií vzdát. Vyřešení paradoxu ohnivé stěny by nám řeklo které, a naznačilo by cestu k ještě hlubší teorii vesmíru.

Jedno vodítko může být v Annině dekódovacím zařízení. Zjišťování, se kterým dalším bitem informace je provázán bit informace A, je nesmírně obtížný problém. A tak se fyzikové z Princeton University a Standfort University rozhodli zjistit, jak dlouho by to trvalo.

V 2013 vypočítali, že i při použití toho nejrychlejšího počítače, jaký umožňují zákony fyziky, by Andule trvalo dekódování problému velmi dlouhý čas. V době, kdy by se dopracovala k výsledku, černá díra by se dávno vypařila a zmizela by z vesmíru spolu s hrozbou smrtící ohnivé stěny.

Centaurus A má černou díru (Credit: ESO/WFI/MPIfR/APEX/A. Weiss/NASA/CXC/CfA/R. Kraft)

Pokud je tomu tak, potom pouhá složitost problému dokáže zabránit Anně ve zjištění, který příběh je pravdivý. Proto oba příběhy zůstanou současně pravdivé, realita bude závislá na pozorovateli, všechny fyzikální zákony zůstanou neporušeny a nikdo nebude v nebezpečí pádu do záhadné ohnivé stěny.

Také dá fyzikům něco nového k přemýšlení: provokativní spojení mezi složitými výpočty (jako ten, který Anna očividně nedokáže provést) a prostoročasem. To může otevřít dveře k něčemu ještě hlubšímu.

Tak to je problém s černými dírami. Nejsou pouhými otravnými překážkami pro kosmické cestovatele. Jsou také teoretickými laboratořemi, které zesilují i ty nejmenší úchylky v zákonech fyziky do takových proporcí, že je nelze přehlédnout a ignorovat.

Pokud se někde ukrývá skutečná podstata reality, nejlepší místo kde ji hledat je nějaká černá díra. Ale nejlepší asi bude dívat se na ni zvenčí, alespoň do té doby, než se vyřeší ten problém s ohnivou stěnou. Anebo tam poslat Annu. Teď je řada na ní.

Zdroj: BBC

http://www.bbc.com/earth/story/20150525-a-black-hole-would-clone-you