A fekete lyukba zuhanás természetrajza

Visszanyerhetnénk-e számítógépünk információit, ha az egy fekete lyukba zuhanna? Egy elmélet szerint a fekete lyuk által kisugárzott részecskékben ott lesz az összes olyan részecske, amelyekből elvileg először számítógépünk atomjait, majd atomról-atomra az egész szerkezetet összerakhatjuk.

Az alábbi összeállítás a fizikai tudás határaival foglalkozó sorozat második része, amely a Scientific American c. tudományos-ismeretterjesztő lap különszáma alapján készült. A fekete lyukak és az információs paradoxon viszonyát bemutató, Leonard Susskind tollából származó cikket Jéki László fizikus "szelídítette meg" és egészítette ki Olvasóink számára.

Vissza lehet-e szerezni azt az információt, amit egy fekete lyuk által elnyelt anyag hordozott? Ha a regényünk kéziratát őrző számítógép belezuhan egy fekete lyukba, akkor művünk örökre elveszett?

Elsőre egyszerűnek tűnik a válasz: az információt nem lehet visszaszerezni. Viszont ha elég sokáig várunk, akkor a fekete lyuk elpárolog, kisugározza teljes tömegét, az elemi részecskékből tehát elvileg összeállítható a hajdan elnyelt anyagminta. Persze erre sokat kellene várni, kb. 10⁷⁰ évet. (Ebben az írásban csak nagyon nagy és nagyon kis számok szerepelnek, olyan nagyok és olyan kicsik, hogy azokra a nagyságrendekre szavunk sincs, ezért hatványformában írjuk fel őket. 10⁷⁰ szokásos leírásánál az 1-es szám után 70 db nullát kell írni. Összehasonlításul: a Világegyetem eddigi életkora "mindössze" kb 15 milliárd év, vagyis 1,5 x 10¹⁰ év.)

Stephen W. Hawking szerint az információ gyakorlatilag elveszik. A klasszikus- és a kvantumfizikában érvényesülő mikroreverzibilitás, vagyis az események megfordíthatósága a fekete lyuk világában sérül: a fekete lyukak a visszafordíthatatlanság forrásai a természetben.

Gerard't Hooft, a fizikai Nobel-díj 1999. évi egyik elnyerőjének álláspontja szerint a fekete lyukak sem sérthetik meg a kvantummechanika jól ismert törvényeit. Ha nem érvényes a mikroreverzibilitás, akkor az energiamegmaradás sem teljesül. Ha Hawkingnak igaza lenne, akkor a Világegyetem hőmérséklete a másodperc törtrésze alatt 10³¹ fokra emelkedne. A legnagyobb fizikusok véleménye tehát megoszlik.

Hawking állítása, miszerint a fekete lyuk információt nyel el, a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet közötti komoly ellentmondás lehetőségére hívta fel a figyelmet. A problémát információs paradoxonnak nevezik. Ha a folyamatok megfordíthatósága nem teljesül, akkor energia keletkezhet vagy szűnhet meg. Az információvesztés hatalmas energiamennyiség keletkezéséhez vezetne, ezért Hooft és az írás szerzője, Leonard Susskind szerint léteznie kell egy olyan megoldásnak, amellyel ez elkerülhető, vagyis a fekete lyukba hullott információ valahogyan elérhető a külvilág számára.