Куда уходит информация, если термодинамическая смерть?

Часто читал, что до Хокинга черные дыры создавали проблемы с информацией. Якобы информация не должна была исчезнуть, как это происходило в классических черных дырах.

Как насчет смерти? Когда информация, содержащаяся в мозгу или устройстве, просто необратимо рассеивается в окружающей среде и теряется.

Это лечится как исчезновение информации?

Есть закон термодинамики, гласящий, что энергия имеет свойство рассеиваться необратимо. Существует ли такой же закон для информации?

Если да, то в чем разница между необратимостью потери информации и исчезновением информации в черной дыре до Хокинга?

Закона термодинамики о рассеянии энергии не существует. Однако существуют законы, влияющие на энтропию/информацию и отдельно на тепло... которое в основном представляет собой энергию, обладающую энтропией. Дело в том, что классической черной дыры не существует. Это не правильно. На самом деле люди знали, что это «неправильно».

Ответы (2)

Если вы уроните яйцо, то процесс будет выглядеть необратимым, и информация об исходном состоянии яйца будет потеряна. Однако это не так. Уравнения, описывающие, как разбивается яйцо, всегда обратимы во времени, поэтому в принципе, если не на практике, мы могли бы взять разбитое яйцо и развернуть время вспять, чтобы восстановить его.

Точно так же, когда ваш мертвый мозг распадается, все вовлеченные процессы в принципе обратимы во времени. Мы могли бы измерить состояние вашего разложившегося трупа и повернуть время вспять, чтобы рассчитать конфигурацию вашего мозга (и, следовательно, предположительно информацию, которая в нем содержится) непосредственно перед вашей смертью.

В обоих этих случаях информация не теряется, она просто рассеивается в окружающей среде. Для всех практических целей информация теряется, поскольку нет реального способа ее восстановить, но в принципе информация все еще существует.

Проблема, описанная Хокингом, совершенно иная. Утверждение Хокинга заключалось в том, что если мы измеряем излучение испаряющейся черной дыры, то даже в принципе нет способа повернуть время вспять, чтобы обнаружить конфигурацию материи до того, как она упадет за горизонт событий. В этом случае информация действительно теряется - даже какой-нибудь гипотетический физик с богоподобными способностями никогда не сможет ее восстановить.

Насколько я знаю, до сих пор нет единого мнения по поводу решения проблемы.

А закон термодинамики? Для его нарушения можно применить те же рассуждения: если у меня есть охлаждённый чайник, я могу проследить движение молекул в обратном направлении и обратить его вспять (с помощью Maxwell Daemon, конечно). Т.е. снова собрать тепло.
@Dims Да, но вам пришлось бы направить в систему еще больше тепла, чтобы восстановить исходное состояние, чтобы не нарушались законы термодинамики.
Все еще не ясно для меня, но ответ, вероятно, правильный.
@lemon Я не согласен с твоим анализом. Суть демона Максвелла в том, что он может переворачивать систему, просто открывая и закрывая дверь. Информационный анализ демона Максвелла заключается в том, что по мере развития системы требуется хранить больше информации, пока в конечном итоге демон Максвелла не должен будет удалить информацию (при условии, что хранилище информации ограничено). Процесс информационного удаления является синонимом возрастания энтропии и стрелы времени.
@Aron: просто из любопытства, почему ты понизил мой ответ? Вы возражаете против комментария Лемона, но какое это имеет отношение к моему ответу? Я думаю, что комментарий Дима о втором законе хороший, но это рассматривается в отдельном вопросе .
Информация утеряна. Вот откуда мы знаем, что идем вперед во времени. Энтропия увеличивается. Например.. Ваше яйцо. Как вы де-эволюционируете систему, чтобы получить высоту, на которой она упала? Что, если яйцо достигло предельной скорости во время опускания? Ваш ответ заведомо ложный.
@ Арон, я не понимаю, как твой комментарий противоречит тому, что я сказал. В худшем случае я был неясен со словом «система», но я прав, что больше тепла расходуется на восстановление «охлажденного чайника» до его более теплого состояния.
Возрастающая энтропия <> потеря информации. Вы получаете траекторию яйца, измеряя положения и скорости всех молекул воздуха и прослеживая их до момента, когда они ударялись о яйцо и передавали ему импульс. Явно невыполнимо, но в принципе выполнимо.
@lemon не с бесконечным (или достаточным) информационным хранилищем. Разница важна в вопросе об энтропии и теории информации.
Дело в том, что каждая обратимая реакция дает больше информации. Эта информация является шагом к обращению этой реакции вспять. Таким образом, пока вы сохраняете всю информацию, вы можете рекомбинировать ее в обратном порядке с системой, чтобы получить исходное состояние. Это что-то вроде отговорки... реакция обратима, пока вы не потеряете вещь, чтобы обратить ее вспять...
@Aron: Хорошо, но дело в том, что если система включает испарение черной дыры, процесс принципиально необратим, независимо от обстоятельств. В этом суть вопроса, и на этот вопрос я ответил.
@JohnRennie хорошо... испарение черной дыры. Именно по этому поводу было очень известное пари между Стивеном Хокингом и Кипом Торном. В результате Кип выиграл, и информация действительно просачивается из черной дыры. Также потеря информации увеличивает энтропию.
@Dims AFAIK, термодинамика - вероятностная вещь - очень мало состояний, энтропия которых уменьшится, если вы их развиваете, но подавляющее большинство (думаю, 99,99999% с миллионом девяток) не будут. Если вы возьмете текущее состояние Вселенной и разовьете его в обратном направлении, вы получите состояние с меньшей энтропией — но только потому, что текущее состояние — одно из тех редких состояний, которые были созданы путем эволюции вперед из состояния с низкой энтропией. Если вы развиваете любое случайно выбранное состояние в обратном направлении, вы не уменьшите энтропию (с большей уверенностью, чем Земля не взорвется внезапно).
@ Арон: как сказал Джон, это все еще открытый вопрос. Хокинг согласился на пари, но это ничего не доказывает относительно фактической физики и не обязательно означает, что все остальные согласны.

Если я правильно помню, информацию, погруженную в черную дыру, можно считать закодированной в ряби на поверхности черной дыры , подобно параметрам удара яйца, которые в принципе могут быть расшифрованы (хотя бы частично; даже квантовые теории дают нам определенные доверительные интервалы) из осколки разбитых яиц. Падающие объекты обязательно будут иметь массу, поэтому они будут создавать возмущения в гравитационном поле черной дыры и, соответственно, будут вносить тонкие деформации в форму горизонта событий.

Вспомните, что гравитационное поле геоида — это не совсем гравитационное поле сферы (и это вполне практический вопрос), или вспомните карты лунной гравитации из миссии NASA GRAIL: при ближайшем рассмотрении они действительно выглядят довольно подробно и сразу отображают многое . исторической информации

Лунная карта GRAIL

В принципе, сколько информации может хранить гравитационное поле? Кажется , что гравитационное поле черной дыры достаточно детализировано для всей информации о ее содержании. Думаю, Хокинг проиграл пари.

Кроме того, моим личным фаворитом является так называемый «двигатель Сциларда» , который довольно забавен и дал мне много информации об информационно-теоретической термодинамике. Это мысленный эксперимент, напоминающий демона Максвелла, который в одной из интерпретаций способен преобразовывать 1 бит информации в к Б Т ⋅ л н ( 2 ) Джоули работы .

Куда уходит информация, если термодинамическая смерть?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v