Lai gan jautājums "Ar ko melnais caurums atšķiras no datora?" šķiet kā sākums kādam jociņam, tas ir jautājums, ar kuru mūsdienās nodarbojas nopietni fiziķi. Praktiski visa informācija, kas iekļūst melnajā caurumā, no tā atkal atgriežas. Ja vien izdosies pārvarēt visus teorētiskos un praktiskos kavēkļus, melnie caurumi varētu kļūt par neizsakāmi precīziem kvantu datoriem.

Parasti cilvēki ar vārdu "dators" saprot speciāli būvētu kasti, kurā ir rūpīgi saliktas mikroshēmiņas un vadiņi. Taču fiziķiem datori ir jebkuras fizikālas sistēmas. Uz akmeņiem, atombumbām un galaktikām gan nevar darboties Linux, taču arī tie saglabā un apstrādā informāciju.

Katrs elektrons, fotons un katra cita elementārdaļiņa glabā mazu daudzumu informācijas. Divām daļiņām mijiedarbojoties, šī informācija izmainās. Informācijas plūsma ir nesaraujami saistīta ar fizisko pasauli.

Melnie caurumi tika uzskatīti par tādu kā izņēmumu, jo, kaut arī iformāciju tajos ievadīt ir vienkārši, pēc Einšteina relativitātes teorijas, laukā dabūt - neiespējami. Stīvens Hokings, ievērojot kvantu mehānikas likumus, pierādīja, ka melnie caurumi izdala radiāciju.

No sākuma viņš bija pārliecināts, ka "Hokinga radiācija" ir pilnīgi nejauša un ka tai nav sakara ar to, kas ir ticis ievilkts melnajā caurumā. Taču tas bija pretrunā ar kvantu mehāniku, kas apgalvo, ka informācija nekur nepazūd. 2004. gadā Stīvens Hokings atzina, ka melnie caurumi informāciju nepazudina un zaudēja derībās ar Džonu Preskilu. Tas gan nav pārliecinājis visus zinātniekus, un šis joprojām ir strīdīgs jautājums.

Sets Loids (Seth Lloyd) izmanto modeli, ko varētu saukt par galastāvokļa projekciju. Tas apgalvo, ka pie noteiktiem ekstrēmiem apstākļiem, tādiem kā melnā cauruma neizmērojamā gravitācija, objektiem, kam citādi būtu vairāki uzvedības modeļi, tagad ir tikai viens. Piemēram, melnais caurums varētu likt monētai vienmēr krist ar ģērboni uz augšu.

Šis efekts ļautu informācijai izbēgt no melnā cauruma ar tikai vienu veidu kā to atšifrēt. Informācijas izbēgšana notiek kvantu procesā, ko varētu saukt par sasaisti. Šajā procesā objekti, kas ir mijiedarbojušies vai pat tikai bijuši vienā procesā, tiek sasaistīti tā, ka izmaiņas vienā vienmēr izmainīs otru, lai cik tālu arī tie neatrastos.

Melnajos caurumos Hokinga radiācija rodas iekšpusē tam rādiusam, aiz kura viss, kas iekļūst, tiek neizbēgami ierauts melnajā caurumā. Tai ir divas sastāvdaļas - viena, kas atstāj melno caurumu un otra, kas krīt tajā atpakaļ.

Šīs sastāvdaļas ir sasaistītas tā, ka tad, kad melnajā caurumā ierautas lietas mijiedarbojas ar atpakaļ krītošo sastāvdaļu, izmainās tā, kas atstāj melno caurumu. Galastāvokļa projekcijas modeļa dēļ mijiedarbība var notikt tikai vienā veidā un tādēļ radiācija nes informāciju par to, kas ierauts melnajā caurumā.

Pēc iepriekšējiem aprēķiniem bija secināts, ka informācija var izbēgt tikai noteiktiem vielas un radiācijas mijiedarbības gadījumiem. Loids ir veicis vēl aprēķinus un secinājis, ka process ir gana pilnīgs - mijiedarbību nejaušā daba liecina, ka sistēma ir gandrīz pilnībā sasaistīta.

Tas liek domāt, ka radiācija satur praktiski visu informāciju par melnajā caurumā iekritušajiem objektiem, piemēram kosmosa kuģi. Loids apgalvo, ka netiek zaudēts vairāk kā puse no kvantu pamatvienības (0.5 qubit). Un kosmosa kuģa pasažierus varētu izveidot atpakaļ, pēc tam, kad viņi būtu saspiesti melnā cauruma punktā, ar precizitāti līdz pat atomam.

Pēc Loida domām, varētu būt iespējams izmantot melnos caurumus kā kvantu datorus. Jau 2000. gadā viņš sarēķināja, kādi būtu datora, kurš izmanto 1kg melnā cauruma, parametri. Tagad jāsāk domāt, kāda viela jāsūta melnajos caurumos, lai tos pareizi saprogrammētu.

Tas viss gan šķiet diezgan neticami, jo, lai to izdarītu, būtu nepieciešams izprast katra noteiktā melnā cauruma īpašības. Un būtu nepieciešams savākt visu Hokinga radiāciju, ko tas izdalījis, jo kosmosa kuģis būtu izplatījies kopā ar visu pārējo, kas jebkad ir iekritis melnajā caurumā. Un tad būtu jāatšifrē, kuri informācijas gabaliņi ir kuģis, kuri - kas cits.

Lai saprastu kā atkodēt izejošo Hokinga radiāciju, zinātniekiem būs jāapvieno kvantu fizika ar relativitāti vienā kvantu relativitātes teorijā. Jauna, pārskatīta kvantu teorija nepieciešama arī tāpēc, ka klasiskajā kvantu mehānikā nepazūd pat mazāk par sīkāko informācijas vienību. Līdz šim nav izdevies izveidot jauno kvantu gravitācijas teoriju, bet kamēr mēs to neizdarīsim, uz melnajiem caurumiem palaist Linux mums neizdosies.

Raksts tapis pēc New Scientist un Scientific American bezmaksas daļas.