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¿Dónde va la información si existe una muerte termodinámica?

A menudo se lee que hasta Hawking los agujeros negros introducían un problema con la información. Supuestamente la información no debería poder desaparecer, mientras esto sucedía en los agujeros negros clásicos.

¿Qué pasa con la muerte? Cuando la información, contenida en el cerebro o dispositivo, simplemente se disipa de forma irreversible en el entorno y se pierde.

¿Se trata esto como la desaparición de información?

Existen leyes de la termodinámica que establecen que la energía tiende a disiparse de forma irreversible. ¿Existe la misma ley para la información?

Si "sí", entonces ¿cuál es la diferencia entre la irreversibilidad de la pérdida de información y la desaparición de información en el agujero negro pre-Hawking?

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No hay ley de la termodinámica sobre la disipación de energía. Sin embargo, hay leyes al respecto sobre la entropía/información y por separado con el calor... que básicamente es energía que tiene entropía. El punto es que un agujero negro clásico no existe. Es incorrecto. De hecho, la gente sabía que estaba "incorrecto".

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JRT Puntos 97

Si sueltas un huevo, parece que el proceso es irreversible y que la información sobre el estado original del huevo se pierde. Sin embargo, este no es el caso. Las ecuaciones que describen cómo se rompe el huevo son todas reversibles en el tiempo, por lo que en principio, si no en la práctica, podríamos tomar el huevo roto y evolucionar el tiempo hacia atrás para reconstruirlo.

De la misma manera, cuando tu cerebro muerto se descompone, todos los procesos involucrados son en principio reversibles en el tiempo. Podríamos medir el estado de tu cadáver descompuesto y evolucionar el tiempo hacia atrás para calcular la configuración de tu cerebro (y por lo tanto, presumiblemente, la información en él) justo antes de tu muerte.

En ambos casos, la información no se pierde, simplemente se dispersa en el medio ambiente. Para todos los propósitos prácticos, la información se pierde, ya que no hay una forma realista de recuperarla, pero en principio la información todavía está ahí fuera.

El problema que describió Hawking es bastante diferente. La afirmación de Hawking fue que si medimos la radiación de un agujero negro que se está evaporando, entonces incluso en principio no hay forma de evolucionar el tiempo hacia atrás para descubrir la configuración de la materia antes de que cayera a través del horizonte de eventos. En este caso, la información se pierde genuinamente, incluso algún físico hipotético con poderes como los de un dios nunca podría recuperarla.

Hasta donde sé, todavía no hay consenso sobre la resolución del problema.

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¿Y qué pasa con la ley de la termodinámica? El mismo razonamiento se puede aplicar para violarla: si tengo una tetera enfriada, puedo rastrear los movimientos de las moléculas y revertir el calor (con la ayuda del Demonio de Maxwell, por supuesto). Es decir, recolectar el calor nuevamente.

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@Dims Sí, pero tendrías que agregar aún más calor al sistema para restaurar el estado original, por lo que las leyes de la termodinámica no serían violadas.

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Aún no está claro para mí, pero probablemente la respuesta sea correcta.

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MartianSleeves Puntos 6

Si recuerdo correctamente, la información absorbida por un agujero negro puede considerarse codificada en las ondulaciones en la superficie del agujero negro, de manera similar a los parámetros de impacto de un huevo que en principio podrían descifrarse (al menos parcialmente; incluso las teorías cuánticas nos ofrecen ciertos intervalos de confianza) a partir de fragmentos de huevo destrozados. Los objetos que caen necesariamente tendrán masa, y por lo tanto crearán perturbaciones en el campo de gravedad del agujero negro y, correspondientemente, contribuirán con sutiles deformaciones a la forma del horizonte de eventos.

Recuerda que el campo de gravedad del geoide no es exactamente un campo de gravedad de una esfera (y este es un problema bastante práctico), o recuerda los mapas de gravedad lunar de la misión GRAIL de la NASA: con un estudio más detallado, en realidad se ven bastante detallados e inmediatamente muestran mucha información histórica

Mapa lunar GRAIL

En principio, ¿cuánta información puede almacenar el campo de gravedad? Parece que el campo de gravedad de un agujero negro es lo suficientemente detallado para toda la información de sus contenidos. Supongo que fue la apuesta perdida por Hawking.


Además, mi favorito personal es el llamado "motor de Szilard" que es bastante divertido y me dio mucha perspicacia en la termodinámica teórica de la información. Es un experimento mental que se asemeja al Démon de Maxwell que, en una de las interpretaciones, puede convertir 1 bit de información en $k_B T \cdot ln (2)$ julios de trabajo.

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