پارادوکس اطلاعات و معمای افق رویداد در سیاه چاله ها

سیاه چاله ها، اجرام آسمانی با چنان گرانش عظیمی هستند که حتی نور هم نمی تواند از چنگال آن ها فرار کند. اما آن چه سیاه چاله ها را برای دانشمندان به یک کابوس (و البته محبوب ترین سوژه تحقیق) تبدیل کرده، نه فقط قدرت تخریب آن ها، بلکه پدیده ای به نام «پارادوکس اطلاعات» است. این موضوع به مدت چندین دهه باعث ایجاد اختلاف نظر شدید میان بزرگ ترین فیزیکدانان تاریخ، از جمله استیون هاوکینگ و لئونارد ساسکیند، شده است.
مرز بی بازگشت: افق رویداد

هر سیاه چاله دارای مرزی به نام «افق رویداد» (Event Horizon) است. هر چیزی که از این مرز عبور کند، از نظر فیزیک کلاسیک برای همیشه از جهان ما حذف شده است. اما مشکل اصلی از جایی شروع شد که استیون هاوکینگ کشف کرد سیاه چاله ها کاملا سیاه نیستند و از خود تابشی به نام «تابش هاوکینگ» ساطع می کنند. این تابش باعث می شود سیاه چاله به مرور زمان جرم خود را از دست داده و در نهایت کاملا تبخیر شود.
معمای اصلی: اطلاعات کجاست؟

در مکانیک کوانتوم، قانونی بنیادی وجود دارد که می گوید «اطلاعات هرگز نابود نمی شود». اگر شما یک کتاب را بسوزانید، اطلاعات آن در اتم ها و دود و گرمای حاصل از سوختن باقی می ماند (هرچند بازخوانی آن برای ما ناممکن است). اما اگر آن کتاب را به داخل یک سیاه چاله بیندازید و آن سیاه چاله سپس تبخیر شود، چه بلایی سر اطلاعات کتاب می آید؟ اگر اطلاعات نابود شود، کل پایه و اساس فیزیک کوانتوم فرو می ریزد.
راه حل احتمالی: جهان به مثابه یک هولوگرام

یکی از جذاب ترین تئوری ها برای حل این پارادوکس، «اصل هولوگرافیک» است. برخی دانشمندان معتقدند وقتی جسمی به داخل سیاه چاله سقوط می کند، اطلاعات آن روی سطح دو بعدی افق رویداد ذخیره می شود (مثل یک عکس هولوگرام روی کارت اعتباری که تصویر سه بعدی را در دو بعد ذخیره کرده است). به این ترتیب، حتی اگر جسم به داخل سقوط کند، اطلاعاتش در مرز سیاه چاله باقی می ماند و هنگام تبخیر سیاه چاله، دوباره به فضا بازمی گردد.