Bir kitabı ateşe attığınızda hikâye gerçekten yok olmaz. Sayfalar küle, ışığa, dumana ve sıcaklığa dönüşür; kitaptaki bilgiyi yeniden kurmak pratikte imkânsız görünse de kuantum mekaniğine göre bilgi evrenden silinmemiştir. Yeterince kusursuz bir dedektif, akıl almaz bir hesaplama gücü ve biraz da kozmik sabır bulabilseydik, yanma sürecini tersine çözebilirdik. Fakat kitabı ateşe değil de bir karadeliğe atarsak işler değişir. Evrenin en güvenilir kurallarından ikisi karşı karşıya gelir ve fizik, kendi içinde hararetli bir tartışmaya başlar.
Sorun nerede doğuyor?
Genel göreliliğe göre olay ufkunu geçen madde, dış dünyayla bağını koparır. Karadelik yalnızca kütle, elektrik yükü ve açısal momentum gibi birkaç genel özellikle tanımlanır. İçeriye bir ansiklopedi mi, bir piyano mu, yoksa talihsiz bir astronot mu düştüğünü dışarıdan anlayamazsınız. Bu sadeleşme ilk bakışta sorun değildir; bilgi karadeliğin içinde saklanıyor olabilir. Ancak Stephen Hawking’in 1970’lerde gösterdiği üzere karadelikler bütünüyle kara değildir. Kuantum etkileri nedeniyle termal ışınım yayar, enerji kaybeder ve sonunda buharlaşırlar.
Düğüm tam burada sıkılaşır. Hawking ışınımı tamamen termalse, dışarı çıkan parçacıklar karadeliğe düşen şeylerin ayrıntılarını taşımıyor demektir. Karadelik sonunda yok olduğunda içerideki bilgi nereye gider? Kuantum mekaniğinin temel ilkelerinden biri, kapalı bir sistemin zaman içindeki evriminin bilgiyi korumasını gerektirir. Başlangıçtaki kuantum durumu benzersiz bir son duruma dönüşmelidir. Bilgi gerçekten silinirse yalnızca birkaç denklem bozulmaz; neden-sonuç ilişkisine ve fiziğin geçmişi gelecekten çıkarabilme gücüne de ağır bir darbe iner.
Kaçış yolları
Olasılıklardan biri, bilginin gerçekten yok olmasıdır. Hawking başlangıçta bu görüşü savundu. Fakat bu seçenek kuantum kuramını değiştirmeyi ve enerji korunumu gibi başka ilkelerle yeni çatışmalar riskini göze almayı gerektirir. İkinci olasılık, buharlaşmanın sonunda minicik bir kalıntının bütün bilgiyi saklamasıdır. Ne var ki neredeyse sıfır boyutlu bir kasada astronomik miktarda veri tutmak, fiziksel ve matematiksel sorunlardan oluşan oldukça pahalı bir bagaj getirir.
Bugün en güçlü yaklaşım, bilginin Hawking ışınımına son derece karmaşık korelasyonlar hâlinde kodlandığını söyler. Tek tek parçacıklar anlamsız ve termal görünebilir; fakat aralarındaki kuantum dolanıklığı, düşen maddenin izlerini taşıyabilir. Bir yapbozun her parçasına ayrı ayrı baktığınızda resmin görünmemesi gibi, bilgi de ışınımın bütünü içinde saklanabilir. Bu düşünce, karadelik entropisinin önce artıp sonra azalması gerektiğini gösteren Page eğrisiyle somutlaşır.
Hologram, adalar ve ateş duvarları
Holografik ilke tartışmayı daha da ilginç kılar: Bir uzay hacmindeki tüm bilgi, sınırındaki daha düşük boyutlu bir kuramla tanımlanabilir. Özellikle AdS/CFT ikiliğinde kuantum evrimi üniterdir; dolayısıyla bilgi kaybolmamalıdır. Son yıllardaki ada formülü hesaplamaları da Hawking ışınımının entropisini Page eğrisiyle uyumlu biçimde üretmiştir. Bu önemli bir ilerlemedir, ancak gerçek astrofiziksel karadeliklerde bilginin hangi mikroskobik mekanizmayla dışarı çıktığını tüm ayrıntılarıyla açıklayan kesin bir çözüm değildir.
Üstelik bilginin korunması başka bir bedel isteyebilir. Olay ufkunda hiçbir olağanüstü şey yaşamaması gereken düşen gözlemci ile bilginin dışarıdan erişilebilir olması arasında gerilim bulunur. Bu gerilim, ufukta yakıcı bir ateş duvarı olabileceği fikrini doğurmuştur. Böyle bir duvar genel göreliliğin eşdeğerlik ilkesine meydan okur. Fizikçiler bu nedenle tamamlayıcılık, solucan delikleri ve dolanıklık geometrisi gibi cesur seçenekleri araştırmaktadır.
Bugünkü tablo temkinli ama heyecan vericidir: Çoğu araştırmacı bilginin kaybolmadığını düşünüyor, fakat evrenin bu kozmik şifreleme işlemini tam olarak nasıl yaptığı hâlâ açık değildir. Karadelik bilgi paradoksu bize doğanın unutkan olmayabileceğini, yalnızca hatıralarını okunması neredeyse imkânsız bir dilde sakladığını söylüyor. Belki de asıl soru bilginin yok olup olmadığı değil, gerçekliğin kendi arşivini hangi alfabeyle tuttuğudur.