それは自然の完全犯罪です。遺体や痕跡がなければ犯罪はありません。それはブラックホールです。あなたの事象の地平線（いわば引き返せない地点）を越えたものはすべて永遠に消えてしまいます。 物質も光も、それらに関する情報さえも、その巨大な重力から逃れることはできません。 しかし、1970 年代に、スティーブン ホーキング博士は、量子力学の観点から、ブラック ホールは完全に黒ではなく、ホーキング放射として知られるものを放出することを示し、この状況に革命をもたらしました。そのおかげで、私たちが証拠の探し方を知っていれば、彼らを裁判場に連れて行くことができます。しかし、まずそれを理解する必要があります。
ブラックホールはサッカー場のようなもので、その事象の地平線は傍観者です。毎秒、同じライン上で 2 つのボールがどこからともなく現れて一緒に跳ね返ります。1 つはフィールドに落ち、もう 1 つはスタンドに向かって投げられます。一般の人々はスタンドに到達したもの（ホーキング放射）だけを見ることができます。もう一つはどうですか？それは「負のエネルギー」（アンチボールのようなもの）とともにフィールドに落ち、フィールド上の物質の一部を破壊し、フィールド全体を少しずつ縮小させて消滅させます。 さて、ホーキング博士を本当に悩ませた質問が来ました。 ブラックホールが消滅したら、そこに落ち込んだすべての情報はどうなるでしょうか?
ウルフ・レオンハルト率いる国際物理学者チームは、ブラックホールの挙動を模倣するシステムを実験室で再現し、この情報が蒸発プロセス中にどのように再現されるかを観察した。シミュレーション結果は、 自然、パラドックスを決定的に解決するわけではありませんが、次のことを提供します。 これは、これまで理論計算でのみ存在していた現象についての、これまでで最も完全な実験テストの 1 つです。
まず明確にしておきたいのは、研究者たちは本物のブラックホールを作成したわけではないということです。代わりに、彼らは量子アナログを構築しました。 極低温の原子の連鎖によって形成される系で、その相互作用は事象の地平面付近の特定のプロセスを記述するのと同じ方程式を再現します。。意味不明に聞こえるかもしれませんが、これは現代物理学では非常に一般的な戦略です。
現象を直接研究することが不可能な場合（それが星の内部、ブラックホール、または宇宙の最初の瞬間に発生するため）、科学者は同じ数学的法則に従うまったく異なるシステムを設計します。方程式が同じであれば、物理的な動作も同じになる可能性があります。 レオンハルトチームのシミュレーションのおかげで、 ホーキング放射の影響を研究することが初めて可能になりました。 これにより、ブラックホールに落ちた情報が消滅するとどうなるかについて答えようとします。
量子物理学では、情報を完全に破壊することはできないと述べています。しかし、ブラックホールが消滅してしまうと、ブラックホールが吸収したものに関する情報もすべて一緒に消えてしまうように思えます。 一般相対性理論と量子力学の間のこの矛盾は、情報パラドックスとして知られています。 半世紀にわたって物理学者たちに挑戦し続けています。 レオンハルトのチームは、量子もつれ、つまり 2 つの粒子が離れていてもそれらの間に存在できる結合を分析し、量子もつれのおかげで情報がそこに残ると指摘した。しかし、それを探すことを学ばなければなりません。
ブラック ホールは、これまで構築された 2 つの最も証明された理論が衝突する場所を表すため、依然として物理学における最大の課題の 1 つです。：一般相対性理論と量子力学。ブラックホールが蒸発するときに情報がどのように動作するかを理解できれば、科学者は宇宙の両方の記述を統合できる理論に近づくことができるかもしれません。
