அண்டவெளி புழுத்துளை மூலம் கருந்துளை தகவல்களை அறிதல்

RIKEN இயற்பியலாளர் மற்றும் இரண்டு சக பணியாளர்கள் ஒரு அண்டவெளி புழுத்துளை (wormhole) பிரபஞ்சத்தின் தொலைதூர பகுதிகளை இணைக்கும் பாலமாக உள்ளது. மேலும் கருந்துளைகளால் நுகரப்படும் பொருள் பற்றிய தகவல்களுக்கு என்ன நடக்கிறது என்ற மர்மத்தின் மீது வெளிச்சம் போட உதவுகிறது.

கருந்துளைக்குள் விழும் எதுவும் அதன் பிடியில் இருந்து தப்ப முடியாது என்று ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் கோட்பாடு கணித்துள்ளது. ஆனால் 1970-களில் ஸ்டீபன் ஹாக்கிங், நுண்ணிய மண்டலத்தை ஆளும் கோட்பாடான குவாண்டம் இயக்கவியலை கருத்தில் கொள்ளும்போது கருந்துளைகள் கதிர்வீச்சை வெளியிட வேண்டும் என்று கணக்கிட்டார். “இது கருந்துளை ஆவியாதல் என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் கருந்துளை ஒரு ஆவியாகும் நீர் துளியைப் போலவே சுருங்குகிறது” என்று RIKEN கோட்பாட்டு மற்றும் கணித அறிவியலின் கனாடோ கோட்டோ விளக்குகிறார்.

இருப்பினும், இது ஒரு முரண்பாட்டை ஏற்படுத்தியது. இறுதியில், கருந்துளைகள் முழுவதுமாக ஆவியாகிவிடும். ஆனால் இது குவாண்டம் இயற்பியலின் அடிப்படைக் கட்டளைக்கு முரணானது. அந்தத் தகவல் பிரபஞ்சத்திலிருந்து மறைந்துவிடாது. “பொது சார்பியல் மற்றும் குவாண்டம் இயக்கவியல் தற்போது இருக்கும் நிலையில் அவை ஒன்றுக்கொன்று முரணாக உள்ளன என்று இது அறிவுறுத்துகிறது. குவாண்டம் ஈர்ப்பு விசைக்கான ஒரு ஒருங்கிணைந்த கட்டமைப்பை நாம் கண்டுபிடிக்க வேண்டும்.” என்கிறார் கோட்டோ.

பல இயற்பியலாளர்கள் கருந்துளைகளால் வெளிப்படும் கதிர்வீச்சில் தகவல் எப்படியாவது குறியிடப்பட்டதாக சந்தேகிக்கின்றனர். ஆய்வு செய்ய, அவர்கள் கதிர்வீச்சின் என்ட்ரோபியைக் கணக்கிடுகிறார்கள். கருந்துளைக்குள் இல்லாத ஒருவரின் கண்ணோட்டத்தில் எவ்வளவு தகவல்கள் காணவில்லை என்பதை என்ட்ரோபி அளவிடுகிறது. 1993-ஆம் ஆண்டில், இயற்பியலாளர் டான் பேஜ், எந்த தகவலும் இழக்கப்படாவிட்டால், என்ட்ரோபி ஆரம்பத்தில் வளரும், ஆனால் கருந்துளை மறைந்தவுடன் பூஜ்ஜியமாகக் குறையும் என்று கணக்கிடப்பட்டது.

இயற்பியலாளர்கள் குவாண்டம் இயக்கவியலை ஒரு கருந்துளையின் விளக்கத்துடன் பொது சார்பியலைப் பயன்படுத்தி இணைக்கும்போது, ​​பிழை ஏற்பட்டது. கருந்துளை சுருங்கும்போது என்ட்ரோபி தொடர்ந்து அதிகரிக்கிறது, இது தகவல் இழந்ததைக் குறிக்கிறது.

சமீபத்தில் இயற்பியலாளர்கள் கருந்துளைகள் புழுத்துகள்களை எப்படி பிரதிபலிக்கின்றன என்ற தகவல்களுக்கு தப்பிக்கும் வழியை வழங்குகிறது. இது நிஜ உலகில் புழு துளை அல்ல, ஆனால் கதிர்வீச்சின் என்ட்ரோபியை கணித ரீதியாக கணக்கிடுவதற்கான ஒரு வழி, என்று கோட்டோ குறிப்பிடுகிறார். “ஒரு புழுத்துகள் கருந்துளையின் உட்புறத்தையும் வெளியில் உள்ள கதிர்வீச்சையும் ஒரு பாலம் போல இணைக்கிறது.”

கருந்துளையின் நிலையான விளக்கம் மற்றும் ஒரு புழுத்துகள் படம் இரண்டையும் இணைத்து Goto மற்றும் அவரது இரண்டு சகாக்கள் விரிவான பகுப்பாய்வைச் செய்தபோது, ​​கருந்துளைகள் இறந்த பிறகும் கூட தகவல் பாதுகாக்கப்பட்டதாக இயற்பியலாளர்கள் சந்தேகிப்பது சரியானது என்பதைக் கண்டறிந்தனர்.

“முன்பு வழக்கமான கணக்கீடுகளால் கவனிக்கப்படாத புழுத்துகள் போன்ற விண்வெளி நேர அமைப்பை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம். இந்த புதிய விண்வெளி நேர வடிவவியலைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்பட்ட என்ட்ரோபி முற்றிலும் மாறுபட்ட முடிவைக் கொடுத்தது.”

ஆனால் இது புதிய பிரச்சினைகளை எழுப்புகிறது. கதிரியக்கத்தால் தகவல் எவ்வாறு எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது என்பதற்கான அடிப்படைகள் இன்னும் தெரியாது. அதற்கு குவாண்டம் ஈர்ப்பு கோட்பாடு தேவை.

References:

• Hirano, S., & Kuroki, T. (2022). Replica wormholes from Liouville theory. Journal of High Energy Physics, 2022(1), 1-22.
• Aron, J. (2013). Wormhole entanglement solves black hole paradox.
• Dai, X. (2020, September). The Black Hole Paradoxes and Possible Solutions. In Journal of Physics: Conference Series(Vol. 1634, No. 1, p. 012088). IOP Publishing.
• Allen, R. E. (2020). Black hole entropy, the black hole information paradox, and time travel paradoxes from a new perspective. Journal of Modern Optics, 67(1), 35-40.