Können schwarze Löcher das Universum löschen? - Das Informationsparadoxon
|||||delete||information paradox
Can black holes erase the universe? - The information paradox
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Schwarze Löcher sind das Mächtigste, das es im Universum gibt.
||||most powerful|||||
Black holes are the most powerful thing in the universe.
Sie können sogar ganze Sterne
in Stücke von der Größer eines Atoms reißen.
||||||atoms|tear
Tear into pieces the size of an atom.
Das allein ist ja schon ziemlich beängstigend.
||||||scary
That alone is pretty scary.
Aber vielleicht sind sie sogar noch mächtiger und unheimlicher.
||||||more powerful||more powerful and creepier
But perhaps they are even more powerful and sinister.
Vielleicht löschen sie das Universum selbst.
Maybe they erase the universe themselves.
(Böses Lachen)
evil|
(Evil laugh)
(Fröhliche Musik)
(Happy music)
Ein schwarzes Loch erscheint, wenn eine unfassbare Menge Materie
|||appears|||unfathomable||
A black hole appears when an incomprehensible amount of matter
Um buraco negro aparece quando uma quantidade inconcebível de matéria
auf ganz kleinem Raum konzentriert ist.
is concentrated in a very small space.
In seinem Zentrum ist die Schwerkraft nahezu unendlich stark
||||||almost||
At its center, gravity is almost infinitely strong
Em seu centro, a gravidade é quase infinitamente forte
und zerlegt alles, was sich nähert in seine Elementarteilchen.
|breaks down||||approaches|||elementary particles
and decomposes everything that approaches into its elementary particles.
e quebra tudo o que se aproxima em suas partículas elementares.
Nicht einmal Licht entkommt schwarzen Löchern.
|||escapes||
Not even light escapes black holes.
Deshalb sehen wir sie nur als Scheibe aus Finsternis.
||||||disk||darkness
That is why we only see it as a disc of darkness.
(Beklemmende Musik)
oppressive|
(oppressive music)
Näherst du dich einem schwarzen Loch,
approach|||||hole
Are you approaching a black hole
würde erst dann etwas passieren, wenn du seinen äußeren Rand,
would||||happen||||outer|edge
would nothing happen until you touch its outer edge,
den sogenannten Ereignishorizont,
the so-called event horizon
überschritten hättest.
crossed|would have
would have exceeded.
Etwa so, wie wenn du in einem Fluss schwimmen würdest,
About|||||||||
Kind of like swimming in a river
der in einem riesigen Wasserfall endet.
|||huge||
ending in a huge waterfall.
Während du so rumplantschst,
|||splash
while you're splashing around
Enquanto você chapinha
wird der Strom immer schneller und schneller.
||electricity||||
the stream is getting faster and faster.
Obwohl du den Wasserfall noch gar nicht sehen kannst.
Although you can't even see the waterfall yet.
Du könntest noch zurück ans Ufer schwimmen.
|||||shore|
You could still swim back to shore.
Bis es plötzlich zu spät ist.
Until suddenly it's too late.
Ohne dass du es gemerkt hast.
without|that|||noticed|
Without you noticing.
Egal, wie schnell du jetzt schwimmst,
No matter how fast you swim now,
der Strom zieht dich in den sicheren Tod.
(Dramatische Musik)
dramatic|
Auch dem Wasserfall eines schwarzen Lochs
entkommt nichts, wenn es ihm einmal zu nahe gekommen ist.
escapes|||||||||
nothing escapes once it gets too close.
nada escapa quando fica muito perto dele.
Diese Grenze trennt das schwarze Loch vollständig vom Rest des Universums.
||separates||||completely||||
This boundary completely separates the black hole from the rest of the universe.
Überschreiten wir sie, akzeptieren wir damit, nie wieder zurückzukehren.
cross||||||||return
If we go beyond them, we accept that we will never come back.
Wir können also gar nicht wissen,
was in einem schwarzen Loch wirklich vor sich geht.
o que realmente está acontecendo em um buraco negro.
Es gibt aber ein paar Theorien, was an ihrem Rand passiert.
|||||||||edge|
Mas existem algumas teorias sobre o que está acontecendo em suas periferias.
(Mysteriöse Musik)
Schwarze Löcher verlieren Masse durch Strahlung.
Wie ein sprudelnder Kochtopf, aus dem langsam das Wasser verdampft.
||bubbling|pot||||||
Like a bubbling saucepan from which the water slowly evaporates.
Das nennt sich Hawking-Strahlung.
|||Hawking|
This is called Hawking radiation.
Schwarze Löcher verlieren stetig einen winzigen Teil ihrer Masse.
|||continuously||tiny|||
Dieser Prozess ist aber unglaublich langsam.
||||incredibly|
Ein schwarzes Loch von der Masse unserer Sonne
A black hole the mass of our sun
verliert in:
loses in:
Jahren nur:
years only:
seiner Masse.
its mass.
Dieser Vorgang läuft stetig und kann nicht gestoppt werden.
|process||continuously||||stopped|
Und je länger er dauert, umso schneller wird er.
|||||the...the|||
And the longer it lasts, the faster it gets.
Weit, weit in der Zukunft, wenn der letzte Stern im Universum
schon Billionen Jahre tot ist,
werden schwarze Löcher kleiner und kleiner werden.
Bis sie komplett verschwinden und nichts übrig bleibt
||||||left|
als ein bisschen Strahlung.
|||radiation
(Dynamische Musik)
Das ist ein Problem, denn während sie so verschwinden,
|||||during|||disappear
löschen schwarze Löcher vielleicht etwas Grundlegendes:
delete||holes|||fundamental
Perhaps black holes delete something fundamental:
Information.
Information kann man nicht anfassen.
information||||touch
Information cannot be touched.
Você não pode tocar nas informações.
Meistens wird sie als ein Merkmal der Teilchenanordnung verstanden.
Most|||||feature||particle arrangement|
Most of the time, it is understood as a feature of the arrangement of particles.
Aber was bedeutet das?
But what does that mean?
(Dynamische Musik)
Nimm ein paar Kohlenstoffatome.
|||carbon atoms
Take a few carbon atoms.
Sind sie auf eine bestimmte Art und Weise angeordnet,
||||||||arranged
Are they arranged in a certain way,
ergeben sie Kohle.
give||coal
eles produzem carvão.
Auf eine andere Art einen Diamanten.
|||||diamond
(Dynamische Musik)
Die Atome sind die gleichen, nur die Information ändert sich.
||||||||changes|
Machen wir das etwas komplexer und fügen ein paar mehr Atome hinzu,
||||||add||||atoms|
erhalten wir eine Banane.
Noch einmal eine andere Anordnung und wir haben ein Eichhörnchen.
||||arrangement|||||
Das ganze Universum besteht grundsätzlich
aus den gleichen Bausteinen,
|||blocks
denen es egal ist, ob sie ein Vogel, ein Stein
|||||||bird||
who don't care if they are a bird or a stone
oder eine Tasse Kaffee sind.
||cup||
Ohne Information wäre alles im Universum einerlei.
||||||the same
Sem informações, tudo no universo seria igual.
(Dynamische Musik)
Die Theorie der Quantenmechanik besagt,
|||quantum mechanics|states
dass Information unzerstörbar ist.
||indestructible|
Sie kann sich verändern aber nicht verloren gehen.
|can||change||||
It can change, but it cannot be lost.
(Dynamische Musik)
Verbrennst du etwa ein Blatt Papier, entsteht Asche.
burn|||||||ash
If you burn a piece of paper, for example, ash is created.
Aus dieser Asche wird nie wieder Papier.
||ash||||
This ashes will never turn into paper again.
Aber wenn du sorgfältig jedes einzelne Kohlenstoffatom
|||carefully|||carbon atom
But if you carefully look at every single carbon atom
in der Asche und im Rauch einsammeln
||||||collect
und die genauen Eigenschaften dieses Rauchs
||exact|||smoke
und der Hitze des Feuers messen könntest,
||||fire||
könntest du theoretisch das Papier wiederherstellen.
|||||restore
you could theoretically restore the paper.
Die Information des Papiers existiert immer noch im Universum.
|||paper|||||
Sie ist nicht verloren, nur etwas schwierig, zu lesen.
||||||difficult||
Wenn du jedes einzelne Atom und Teilchen
|||individual|||
When you see every single atom and particle
und jede Strahlungsquelle im Universum messen könntest,
||radiation source||||
and could measure every source of radiation in the universe,
könntest du jedes bisschen Information,
could you every bit of information
die es gibt, nachverfolgen.
|||track
track that exist.
que existem.
Theoretisch könntest du die gesamte Geschichte des Universums
|||||history||
In theory, you could tell the entire history of the universe
bis zum Urknall zurückverfolgen.
||big bang|trace back
trace back to the big bang.
(Dröhnen)
resound
(roar)
Aber da kommen schwarze Löcher dazwischen.
But there are black holes in between.
Mas existem buracos negros no meio.
Information sagt uns, wie sich Dinge voneinander unterscheiden
||||||from each other|differ
Information tells us how things differ from each other
und was was war.
and what was.
Schwarze Löcher tun genau das Gegenteil.
|||||opposite
Black holes do exactly the opposite.
Sie nehmen unterschiedliche Dinge und machen sie gleich.
They take different things and make them the same.
Sie zerstören Information.
|destroy|
They destroy information.
(Dröhnende Musik)
thundering|
(booming music)
Das ergibt das sogenannte Informationsparadoxon.
This results in the so-called information paradox.
Und da wird es jetzt richtig heikel.
||||||tricky
And that's where it gets really tricky.
(Dröhnende Musik)
(booming music)
(Spannungsvolle Musik)
exciting|
Es ist eine Grundlage aller Gesetze der Physik,
|||foundation||laws||
It is a basis of all laws of physics,
dass Information nicht verloren gehen kann.
(Spannungsvolle Musik)
Sein oder Nichtsein, ohne Information ist alles relativ.
||not being|||||
To be or not to be, without information everything is relative.
Schwarze Löcher machen aber genau das.
black|||||
Black holes do exactly that.
Wie lässt sich dieses Paradoxon auflösen?
|||||resolve
How can this paradox be resolved?
Es gibt mehrere Möglichkeiten.
|||ways
There are multiple possibilities.
Und zwar für immer.
And||for|
And forever.
Dann müssten wir allerdings unsere Gesetze der Physik
|||however||||
Then we would have to obey our laws of physics
für ungültig erklären.
|invalid|
declare invalid.
Alles, was eigentlich ganz gut aufgegangen ist,
Everything||actually|||turned out|
Everything that actually went quite well
wieder verwerfen und noch mal ganz von vorn beginnen.
|start over||||||beginning|
throw it away and start all over again.
descarte-o e comece tudo de novo.
Wie die neuen Gesetze der Physik aussehen
|||laws|||look
What the new laws of physics look like
und was das für uns bedeuten würde, wer weiß?
and what that would mean for us, who knows?
Das ist etwas beängstigend aber auch ziemlich aufregend.
|||The word "beängstigend" translates to "scary" in English.||||exciting
This is a bit scary but also quite exciting.
Vielleicht trennt sich auch ein kleiner Teil
|separates|||||
Maybe a small part separates
des schwarzen Lochs ab
of the black hole
und formt ein eigenes Babyuniversum.
|forms|||baby universe
and forms its own baby universe.
Die Information wird an diesem neuen, merkwürdigen Ort gespeichert.
||||||strange||stored
The information is stored in this new, strange place.
Dort können wir sie zwar nicht mehr sehen oder mit ihr interagieren,
|||||||||||interact
We can no longer see or interact with her there,
aber sie geht nicht verloren.
but she is not lost.
Wie eine kaputte Festplatte mit alten Familienfotos,
|||hard drive|||family photos
Like a broken hard drive with old family photos
auf die du nicht mehr zugreifen kannst.
|||||access|
which you can no longer access.
Klar, schon schön, dass die nicht einfach gelöscht sind,
|||||||deleted|
Sure, it's nice that they weren't just deleted,
Claro, é bom que eles não sejam simplesmente excluídos,
aber wirklich hilfreich ist das auch nicht.
||helpful||||
but that's not really helpful.
Vielleicht verschwinden schwarze Löcher
Maybe|disappear|black|holes
Maybe black holes are disappearing
am Ende ihrer Lebenszeit auch nicht vollständig.
|end|||||completely
not complete at the end of their lifetime either.
nem mesmo completamente no final de suas vidas.
Sondern lassen ein kleines Stück zurück,
But leave a little piece behind
einen Informationsdiamanten.
|information diamond
an information diamond.
Quasi ein magisches Auto voll unendlich vieler Infoclowns.
|||||||infoclowns
Quasi a magical car full of an infinite number of info clowns.
Quase um carro mágico cheio de um número infinito de palhaços de informações.
Es gibt aber auch noch eine dritte Möglichkeit.
But there is also a third possibility.
Vielleicht ist die Information auch sicher gespeichert.
||||||stored
Perhaps the information is also stored securely.
Weder verloren noch verborgen.
neither|||hidden
Neither lost nor hidden.
(Dynamische Musik)
(dynamic music)
Vielleicht sehen wir das alles auch ganz falsch.
Maybe we're looking at it all wrong.
Wir wissen, dass schwarze Löcher Information einschließen
||||||enclose
We know that black holes contain information
und später vielleicht löschen.
|||delete
and maybe delete later.
Aber haben wir uns schon mal überlegt,
||||||considered
was in der Zwischenzeit damit passiert?
|||meanwhile||
what happened to it in the meantime?
Wo speichern schwarze Löcher die ganze Information überhaupt?
|store|||the|||at all
Where do black holes store all the information anyway?
(Dröhnen)
(roar)
(Dynamische Musik)
(dynamic music)
Bauen wir ein schwarzes Loch aus Schmutzwäsche.
||||||dirty laundry
Let's build a black hole out of dirty laundry.
Vamos construir um buraco negro com roupa suja.
Zunächst füllen wir ein Zimmer mit Wäschekörben.
First|fill|||||laundry baskets
First we fill a room with laundry baskets.
Je mehr Wäsche wir aufbewahren wollen,
||laundry||store|
The more laundry we want to store,
Quanto mais roupas queremos manter
umso mehr Wäschekörbe stellen wir auf.
so||laundry baskets|put||
the more laundry baskets we set up.
Irgendwann sind alle Körbe voll und der Raum ist völlig zugestellt.
sometime|||baskets|||||||filled
At some point all the baskets are full and the room is completely blocked.
Keine einzige Socke passt mehr rein.
No||sock|||
Not a single sock fits in it anymore.
Não cabe mais uma meia.
Der Raum hat seine maximale Kapazität erreicht.
||||maximum||
Wenn wir jetzt mit großer Energie und Gewalt
|||||||force
If we now with great energy and violence
trotzdem noch eine Socke reinquetschen,
||||squeeze in
bricht der Raum zusammen und wird zu einem schwarzen Loch.
Die Kapazität des Raums selbst ist aber unverändert.
|||room||||unchanged
Es ist eigentlich immer noch unmöglich,
|||||impossible
noch mehr Zeug oder weitere Information darin unterzubringen.
||stuff|||||accommodate
Was passiert, wenn wir jetzt noch mehr Wäsche reinwerfen?
|||||||laundry|put in
Der Raum selber wird etwas größer.
um Platz zu schaffen für die neue Information.
|place||make||||
Wie sich herausgestellt hat, wächst die Oberfläche eines schwarzen Lochs
As||turned out||||surface|||
As it turns out, the surface of a black hole grows
um ein kleines bisschen, wann immer wir neue Information reinschmeißen.
|||||||||drop
a tiny bit whenever we throw new information into it.
um pouco sempre que lançamos novas informações.
Kurz gesagt: mehr Information braucht mehr Oberfläche.
In short: more information requires more surface area.
Die Information wird auf die Oberfläche gemalt.
|||||surface|painted
Etwa so, wie wenn wir einen Stein in einen Teich schmeißen.
||||||||||throw
Ist der Stein zum Grund gesunken, können wir ihn nicht mehr sehen.
|||||sunk||||||
Aber an der gekräuselten Oberfläche erkennen, dass etwas passiert ist.
|||curled||recognize||||
Mas você pode dizer pela superfície enrolada que algo aconteceu.
Selbst das kleinste schwarze Loch
kann an seiner Oberfläche mehr Information speichern
als sämtliche Daten, die die Menschheit je produziert hat.
||data||||||
Und zwar, indem es die Information
in einer unglaublich kleinen Art Pixel speichert.
||in an incredibly small|||pixel|stores
stores in an incredibly small type of pixel.
Schwarze Löcher sind die ultimative Festplatte.
||||ultimate|
(Dynamische Musik)
Das ist ein bisschen so,
wie aus einem Taschenbuch ein E-Book zu machen.
|||paperback|||||
how to turn a paperback into an e-book.
Zwei völlig unterschiedliche Dinge, aber der Inhalt ist der gleiche,
||different|||||||
nur anders kodiert und gespeichert.
||encoded||
Schwarze Löcher, die ganze Sterne und Planeten verschlucken,
|||||||swallow
Black holes swallowing whole stars and planets
Buracos negros engolindo estrelas e planetas inteiros
sind so, als würde man eine ganze Bibliothek auf einen E-Reader packen.
|||||||||||reader|pack
are like packing an entire library onto an e-reader.
Das nennt man das holographische Prinzip.
||||holographic|
This is called the holographic principle.
Wenn das aber stimmt, dann ist alles,
|||is true|||
But if that's true, then everything
was wir über das Universum zu wissen glauben, falsch.
what we think we know about the universe is wrong.
(Dröhnen)
(roar)
(Unruhige Musik)
restless|
(restless music)
Wird Information tatsächlich am Rand des schwarzen Lochs gespeichert,
||actually||edge||||
If information is actually stored at the edge of the black hole,
kann die Hawking-Strahlung,
can Hawking radiation
die dort kodierte Information mitkriegen und wegtragen.
||encoded||get||carry away
get the information encoded there and carry it away.
pegue a informação codificada lá e leve-a embora.
Das heißt, Information geht gar nicht verloren,
This means that information is not lost at all,
wenn schwarze Löcher vergehen.
||holes|disappear
when black holes disappear.
Und wir müssen nicht die ganze Physik neu erfinden.
||||||||invent
And we don't have to reinvent the whole physics.
Das Informationsparadoxon ist damit gelöst.
||||solved
This solves the information paradox.
(Dynamische Musik)
(dynamic music)
Unser Verständnis der Realität müssten wir aber immer noch
But we still need our understanding of reality
fundamental überdenken. (Dynamische Musik)
|rethink||
fundamentally reconsider. (dynamic music)
Wird alles, was in ein schwarzes Loch gerät,
|||||black|hole|gets
Will anything that falls into a black hole
Tudo que entra em um buraco negro vai
am Ereignishorizont gespeichert,
|event horizon|stored
stored on the event horizon,
wird dabei dreidimensionales auf einer Oberfläche verschlüsselt.
||three-dimensional||||encrypted
is encrypted three-dimensional on a surface.
Dafür gibt es einen Namen:
There's a name for it:
Ein Hologramm ist quasi ein Drei-D-Bild.
|hologram||||||
A hologram is essentially a three-dimensional image.
Ein flaches Stück Plastik, auf dessen Oberfläche
|flat|||||
A flat piece of plastic, on its surface
Um pedaço plano de plástico em sua superfície
ein dreidimensionales Bild gespeichert ist.
|||stored|
a three-dimensional image is stored.
(Dynamische Musik)
(dynamic music)
Ein schwarzes Loch verhält sich wie ein Hologramm.
|||behaves||||
A black hole behaves like a hologram.
Weil alles darin auf seinem Ereignishorizont kodiert wird.
||in|||||
Because everything in it is encoded on its event horizon.
Ein Mensch im Inneren des schwarzen Lochs würde immer noch
|||inside||||||
A human inside the black hole would still
ein normales, dreidimensionales Leben führen.
lead a normal, three-dimensional life.
Für Außenstehende aber wären flache Bilder
|outsiders|||flat|
For outsiders, however, would be flat pictures
Para quem está de fora, no entanto, seriam imagens planas
auf der Oberfläche des schwarzen Lochs gespeichert.
stored on the surface of the black hole.
Und die Konsequenzen:
gar nicht so einfach zu verstehen, aber versuchen wir's mal.
|||||||try|it|
Schwarze Löcher sind zwar echte Extremfälle,
||||real|extreme cases
aber trotzdem gelten auch dort immer noch die gleichen Regeln
||still|||||||
wie für alles andere auch.
Wenn diese verrückte Dualität zwischen Zwei-D und Drei-D
||crazy|duality||||||
bei schwarzen Löchern funktioniert,
||black holes|
dann funktioniert sie vielleicht auch für das ganze Universum.
Inklusive dir.
including|
Eine Person in einem schwarzen Loch hat keine Ahnung,
||||||||idea
dass sie auf nur einer Ebene festgeschrieben ist.
|||||plane|written|
Vielleicht ergeht es uns genau gleich.
|goes|||exactly|
Maybe we are in the same situation.
Vielleicht bist auch du auf eine flache Scheibe
||also|||||
Maybe you are also on a flat disk
am Ende des Universums gespannt.
||of||strained
stretched at the end of the universe.
Die Wissenschaft dahinter ist kompliziert
und richtig merkwürdig.
||and really strange.
Mit Spielzeuguniversen, Stringtheorie und jeder Menge Mathe.
|toy universes|string theory||||math
Com universos de brinquedo, teoria das cordas e muita matemática.
Das schauen wir uns in einem anderen Video an.
We'll look at that in another video.
(Spannungsvolle Musik)
Wie auch immer das Universum wirklich beschaffen ist,
||always||||is constituted|
Whatever the universe is really like
O que quer que o universo realmente seja
auf jeden Fall ist es sehr seltsam und kompliziert.
||||||strange||
Wir müssen noch viel mehr Physik betreiben, um es zu verstehen.
||||||study||||
Temos que fazer muito mais física para entendê-lo.
Aber schwarze Löcher könnten der Schlüssel sein,
Mas os buracos negros podem ser a chave
um die Realität selbst zu durchschauen.
|||||see through
(Mystische Musik)
(Entspannte, idyllische Musik)
|idyllic|
