© FOTO KOLAŽ FRANCESCA IZZOA
U kvantnoj mehanici postoji teorija poznata kao princip očuvanja informacija. Prema njoj, informacije koje su bile prisutne u fizičkom sustavu, čak i nakon što su sustav ili objekti uništeni, nikada zapravo ne nestaju.
Primjerice, kada zvijezda eksplodira u supernovu, informacije o njezinu prethodnom stanju ne nestaju, već se transformiraju i prenose u svemir. Ta ideja postala je još jasnija iz rada britanskoga fizičara Stephena Hawkinga (1942.-2018.) i njegovih istraživanja crnih rupa.
Beskonačnost ljudske svijesti
Iako je on prvotno tvrdio da se informacije gube u crnim rupama, kasnija istraživanja pokazala su da se informacije zapravo zadržavaju, premda u obliku koji je teško razumljiv.
Pitanje ima li svemir neku vrstu pamćenja dovodi nas do koncepata kao što su holografska teorija i sveobuhvatna informacijska mreža. Prema holografskom načelu, sve informacije koje čine trodimenzionalni svemir mogu se smjestiti na dvodimenzionalnoj površini. To sugerira da svemir funkcionira kao neka vrsta memorijskog sustava, u kojem su svi događaji i informacije pohranjeni i mogu se "pročitati" na različite načine.
Kada razmatramo kako ideja o neuništivosti informacija utječe na ljude, otvara se mnogo filozofskih i egzistencijalnih pitanja. Ako informacije ne nestaju, to može značiti da su svi naši postupci, misli i iskustva pohranjeni negdje u svemiru. Ta perspektiva može promijeniti naše razumijevanje ljudske svijesti i identiteta. Što ako su naše misli i sjećanja, iako zaboravljena ili potisnuta, zapravo trajno prisutna u "polju" svemira?
Kada govorimo o beskonačnosti ljudske svijesti, možemo se osvrnuti na neke filozofske i duhovne tradicije prema kojima postoji kolektivna svijest koja povezuje sve ljude, kao i sposobnost pojedinaca da pristupe toj kolektivnoj memoriji. Tako bi naša individualna svijest mogla biti dio veće, beskonačne, mreže koja povezuje sva bića. No krenimo otpočetka.
Gravitacijski valovi
Ideja da svemir ima neku vrstu pamćenja vuče korijene iz teorije opće relativnosti. Godine 1916. slavni fizičar Albert Einstein (1879.-1955.) predvidio je da bi objekt s bilo kojom količinom mase trebao emitirati gravitacijske valove dok ubrzava kroz prostorvrijeme. Drugim riječima, trebao bi stezati i rastezati sâmo tkivo prostora, slično kao valovi koji se kreću po površini jezera, samo mnogo suptilnije - na subatomskim razinama.
Znanstvenici nisu otkrili gravitacijske valove sve do 2015. godine, ali pokušavali su i mnogo ranije. Primjerice, američki fizičar Joseph Weber (1919.-2000.) još je 50-ih godina prošlog stoljeća konstruirao ogromne aluminijske šipke koje su trebale djelovati poput glazbene vilice i početi vibrirati čim ih zapljusne dovoljno jak gravitacijski val.
Godine 1969. Weber je izjavio da je napokon detektirao signale koje je tražio. Fizičari su pokušali ponoviti njegov pokus, ali bezuspješno. Ništa nisu čuli. I tako desetljećima. A onda se sve promijenilo.
Dana 14. rujna 2015. detektori gravitacijskih valova LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) smješteni u Livingstonu (Louisiana) i Hanfordu (Washington, SAD) prvi put u povijesti izravno su detektirali gravitacijske valove potekle iz sudara dviju crnih rupa udaljenih oko 1,3 milijarde svjetlosnih godina od Zemlje.
Zbog toga su otkrića američki fizičari Rainer Weiss (92), Kip Thorne (84) i Barry Barish (88) dobili Nobelovu nagradu za fiziku 2017. godine, a u proteklom desetljeću znanstvenici su uspjeli detektirati još stotinjak gravitacijskih valova.
LIGO ima dva dugačka kraka koja su obično potpuno iste duljine, ali se naizmjence rastežu i skupljaju kada god kroz njih prođe gravitacijski val. Pritom znanstvenici mogu izmjeriti tu minijaturnu promjenu u duljini.
Nevidljivi trokut
Svaki signal koji je LIGO detektirao trebao bi uključivati malene pomake iz gravitacijske memorije.
Međutim, LIGO je dizajniran da uzme u obzir Zemljinu gravitaciju prilikom detekcije pa se svi ti mali pomaci automatski poništavaju, brišući sve tragove sjećanja nakon što je val prošao.
No čak i da nije tako konstruiran, LIGO i dalje ne bi bio dovoljno osjetljiv da iz podataka izvuče sve te ekstrasuptilne signale. Barem zasad. Ipak, neki istraživači smatraju da bi kombinacijom podataka iz stotina ili tisuća detekcija gravitacijskih valova mogli izdvojiti slabašan signal gravitacijske memorije.
Znanstvenici stoga namjeravaju izgraditi još preciznije detektore. Europska svemirska agencija planira lansirati svemirski interferometar, pod nazivom LISA, 2035. godine. On će se sastojati od tri odvojene svemirske letjelice koje će tvoriti točke nevidljivog trokuta.
Budući da će LISA biti u svemiru, dijelove koji se pomiču gravitacijskim valovima neće trebati ničim držati na mjestu, kao što to radi LIGO. To znači da će LISA moći detektirati signale gravitacijske memorije u jednom jedinom signalu.
No zašto bi se fizičari uopće trudili pronaći tu sićušnu iglu u plastu sijena? Mnogi od njih smatraju da bi na taj način mogli otkriti svakakve informacije zaključane u "memoriji svemira". Štoviše, mogli bismo otkriti koliko je opća relativnost zapravo točna, što je jedno od temeljnih pitanja u fizici.
Naime, Einsteinova se teorija ne slaže s kvantnom mehanikom - drugom nevjerojatno korisnom teorijom koja opisuje kako svemir funkcionira - u opisu onoga što se događa u ekstremnim gravitacijskim poljima. Upravo bi nam gravitacijska memorija napokon mogla dati toliko tražene odgovore.
Memorijski signal
Fizičare naročito zanima događaj koji se naziva "ringdown" koji nastaje odmah nakon spajanja dviju crnih rupa u jednu veću. U tom trenutku cijeli sustav emitira snažne gravitacijske valove, a oni nose informacije o objektima koji su ih stvorili, npr. kolike su im bile mase i koliko su se brzo rotirali.
No kako bi izvukli tu informaciju iz "ringdowna", fizičari je moraju dešifrirati vrlo precizno. Jednoga bi dana mogli doista izvući memorijski signal iz gravitacijskih valova. U tom slučaju mogli bi potvrditi podudaraju li se crne rupe s onime što opisuje opća teorija relativnosti ili ne, ili je pak nešto slično.
Jedan znak da nešto nije u redu s općom teorijom relativnosti bio bi da crne rupe imaju bilo koje definirajuće značajke osim svoje mase i rotacije. Naime, prema toj teoriji, one su jedine značajke koje opisuju crnu rupu.
To je kao da su dvije osobe iste visine i iste mase - identične. Boja očiju ili kose tu ne postoji. Zato se to naziva "teorem bez kose". Međutim, gravitacijska sjećanja mogla bi ukazivati na neke dodatne značajke, na neku "dlaku" koje dosad nismo bili svjesni.
Gravitacijsko pamćenje moglo bi nam pomoći da ujedinimo opću relativnost i kvantnu mehaniku u neku "kvantnu teoriju gravitacije", a to bismo mogli postići samo u obliku rješenja još jedne, desetljećima stare, zagonetke nazvane "paradoks informacije o crnoj rupi".
Opća teorija relativnosti kaže da svaka informacija koja upadne u crnu rupu nikada ne može izaći, dok kvantna mehanika kaže da se informacije ne mogu uništiti. Paradoks je zapravo u tome što kvantna mehanika također predviđa da crne rupe polako isparavaju tijekom veoma dugog vremena, gubeći čestice dok jednog dana potpuno ne nestanu. To se naziva Hawkingovo zračenje.
To naposljetku znači da bi informacije koje su bile sadržane u crnim rupama trebale biti uništene, ako se nekako negdje ne pohrane. I upravo bi tu gravitacijska memorija mogla priskočiti u pomoć... Možda.
Kvantne nijanse
Zamislite da ste bacili šešir u crnu rupu. Dok on upada, emitira neke gravitacijske valove, a oni bi trebali sadržavati memorijsku komponentu. To znači da dobivate neke informacije o šeširu, kodirane u prostorvremenu izvan crne rupe, ali još niste riješili paradoks informacija u crnoj rupi.
Naime, nijedna od tih informacija ne opisuje konačne kvantne nijanse postojanja šešira, tj. njegovo "kvantno stanje". To je sve otišlo u crnu rupu... A opet, možda i nije.
Godine 2016. Hawking i neki njegovi kolege predložili su da, dok materija upada u crnu rupu, odgovarajuća gravitacijska memorija također sadrži informacije o kvantnom stanju materije. Detalji su veoma komplicirani, no ako imaju pravo, sve što upadne u crnu rupu moglo bi joj dati neku vrstu "kose" koja bi sadržavala kvantne informacije, a koju su Hawking i njegovi kolege nazvali "mekom kosom". U tom slučaju, informacije za koje smo mislili da su izgubljene upravo su spremljene u novom formatu pa zapravo nema nikakvog paradoksa.
Kada bismo na kraju mogli naslikati preciznu sliku crnih rupa na temelju informacija iz "ringdowna", mogli bismo otkriti tu "meku kosu". Ona bi se mogla pokazati kao neslaganje između promatranja iz stvarnog svijeta i modela temeljenih na općoj teoriji relativnosti.
Dakako, sve to ostaje samo hipoteza dok stvarno ne uspijemo detektirati signale gravitacijske memorije i dokučiti što je zapravo u njima.
Ideja da se informacije nikada ne gube nudi fascinantne perspektive o našem postojanju i svijesti. Svemir, kao kompleksan sustav informacija, možda zaista ima svoju vrstu pamćenja. Ta spoznaja ne samo da mijenja naše shvaćanje stvarnosti nego i otvara vrata razmišljanju o ljudskoj povezanosti i beskonačnoj svijesti. Naše misli, iskustva i sjećanja možda nisu samo prolazni trenuci, već trajne informacije koje ne oblikuju samo našu stvarnost nego i cijeli svemir.
Komentari čitatelja
na naše novosti