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Kurzgesagt (In a Nutshell), Why Black Holes Could Delete The Universe – The Information Paradox

Why Black Holes Could Delete The Universe – The Information Paradox

Black holes are the most powerful things in the universe, strong enough to rip whole stars into atom sized pieces

Well, this is scary enough. They have an even more powerful and dark property: they might delete the universe itself.

Black holes in a nutshell

A black hole appears when an extraordinary amount of matter is concentrated in a tiny space.

At their center, gravity is almost infinitely strong and whatever gets too

close is ripped into its elementary particles.

Not even light can escape black holes, and so we perceive them as spheres of blackness.

If you were to fall into a black hole, nothing bad would happen until well after you crossed its outer border: the event horizon.

You can imagine this as swimming in a river that ends in an enormous waterfall.

As you float along, imperceptibly, the stream gets faster and faster, even if you can't see the waterfall yet.

You could swim to safety, until without even noticing it, you cross the point of no return.

No matter how fast you try to swim now, the stream will pull you towards certain death.

Nothing can escape a black hole waterfall once it gets too close.

This border completely separates black holes from the rest of the universe: we can't access them unless we're willing to never return.

So there's no way of telling what's really going on inside black holes,

but we have a few ideas about what's going on right at their very edges.

Black holes radiate their mass away, like a hot pot on a stove losing its water as steam.

This is called Hawking radiation.

Black holes constantly lose an extremely tiny amount of their mass,

a process that's unbelievably slow.

It will take a black hole with a mass of our sun 10,000 billion billion billion billion billion billion years to lose 0.0000001% of its mass.

This is happening constantly and unstoppably, and as it goes on it speeds up more and more.

In the far far future when the last star in the universe has been dead for trillions of years,

black holes will become tinier and tinier until they evaporate and disappear, leaving behind just a bit of radiation.

But this is a problem, because in the process of disappearing black holes might delete something fundamental: information.

2 - What is information?

Information is nothing tangible. It's typically understood as a property of the arrangement of particles. What does this mean?

Imagine a bunch of carbon atoms. Arrange them in a certain way and you get coal.

Arrange them in a different way, and you get a diamond.

The atoms are the same, what changes is the information. If we make this more complex and add in a few more atoms,

we get a banana.

Change the arrangement of the atoms, and we get a squirrel.

The basic building blocks of everything in the universe are the same,

and don't care if they're part of a bird or a rock or a cup of coffee.

Without information everything in the universe would be the same.

According to the theory of quantum mechanics information is indestructible.

It might change shape,

but it can never be lost: for example if you burn a piece of paper, you get ash.

That ash will never become paper again.

But, if you were able to carefully collect every single carbon atom in the ash, and measured the exact properties of the smoke and heat

radiating from the fire, you could, in theory reconstruct the paper.

The information of the paper is still in the universe. It's not lost,

it's just hard to read.

If you could somehow measure every single atom and particle and wave of radiation in the universe,

you could see and track every bit of information there is.

Hypothetically, you could see the entire history of the universe right back to the Big Bang.

And here black holes trip us up.

Information tells us how things are different from each other and what used to be what.

Black holes do the opposite: they take different things and make them the same. They destroy information.

This creates the information paradox, and this is a serious problem.

The information paradox

It's fundamental for all our laws of physics that information can never be lost.

Existing, not existing. Without information, everything is relative.

When it comes to our understanding of reality, we need absolutes.

How could we solve this paradox?

There are a few possibilities.

1) Information is lost.

Irretrievably and forever.

This means we have to nix all our laws of physics, throwing out a lot of stuff

that's worked very well so far and to start from scratch

What those new laws of physics would look like, or what that means for us, nobody knows.

This is a little frightening, but also kind of exciting.

2) Information is hidden.

Maybe a little part of the black hole splits off and forms a baby universe.

The information would be transferred into this new weird place, where we could never observe or interact with it,

but technically it would not be lost.

It's like having a broken hard drive with all your family photos, that you could never access.

Sure, it's nice that they've not been deleted, but also not very helpful.

Or maybe black holes don't disappear completely after the end of their life cycles,

but a little piece is left, an information diamond.

like a clown car filled with an infinite amount of information clowns.

But there's a third option:

Information is safe after all, not lost or hidden.

Perhaps we've just been looking at this whole thing the wrong way.

We know that black holes trap information and might delete it later, but we never thought about what they do with it in the meantime.

Where do black holes store their information?

Cosmic housekeeping

Let's create a black hole with dirty laundry.

First, we fill up a room with laundry baskets: the more laundry you want to store, the more baskets you put in the room.

But at some point every single basket is full, and the room is completely stacked, not a single extra sock fits in.

The room is at maximum capacity.

But if we still squeeze the sock in with a lot of energy and violence, the room collapses in on itself and forms a black hole.

But the capacity of the room itself has not changed, fitting in more stuff or information is still impossible.

So what happens if we throw more laundry into it?

The room itself gets a little bit bigger to make space for the new information.

It turns out a black hole grows its surface by a tiny pixel for each bit of information we throw into it.

In a nutshell, more information means more surface area.

The information gets painted on the surface, similar to what happens when we throw a stone into a pond.

After the stone sinks to the bottom we can't see it anymore,

but we can tell that something went in from the ripples on the surface of the pond.

Even the smallest black hole can store more information on its surface than all the data ever produced in human history.

They do this by storing information in a type of pixel that is unbelievably tiny.

Black holes are the ultimate hard drive.

This is a bit like taking a paper back, and turning it into an e-book, two things that look completely different.

But their content is the same -- it's just encoded and memorized in another way.

Black holes swallowing stars and planets is a bit like transferring a whole library onto an e-reader.

This solution is called the holographic principle, but if it's correct then everything we thought we knew about the universe is wrong.

The universe is a hologram

If information is actually stored on the boundary of a black hole, the Hawking radiation has a chance of learning about the information

encoded there, and can carry it away.

So, information is not lost when black holes fade away,

and we do not need to redo physics: the information paradox is resolved.

But we still have to change our understanding of reality in a fundamental way.

If everything that falls into the black hole is stored on its event horizon, that basically means that three-dimensional stuff is encoded on a flat surface.

We have a name for this: a hologram.

A hologram is like a 3D photo, a flat piece of plastic that encodes a three-dimensional image.

A black hole is like a hologram, because everything inside it is encoded on its event horizon.

A person inside a black hole will experience their usual three-dimensional life.

but for us on the outside they are flattened images on the surface of the black hole.

The consequence of this is counterintuitive, but stay with us for a moment.

Black holes are very extreme objects, but they're still bound to the same rules as everything else.

So if this crazy duality between 2D and 3D works for black holes, then it might work for the whole universe, and you in it.

Since a person inside a black hole would not realize that they're encoded on a flat surface,

we might share the same fate: you really might be stretched over a flat screen at the end of the universe.

The science behind this is complicated and really weird, with toy universes to play with, string theory and a lot of maths.

We'll talk about this more in another video.

Regardless of what the true nature of the universe really is, we just know that it's strange and complicated,

and we have to do a lot more physics to understand it.

But black holes might be key to understanding the nature of reality itself.

This video was supported by the Swiss National Science Foundation, and realized with the scientific advice of Alessandro Sfondrini.

Why Black Holes Could Delete The Universe – The Information Paradox Warum Schwarze Löcher das Universum löschen könnten - Das Informationsparadoxon Por qué los agujeros negros podrían borrar el Universo - La paradoja de la información Pourquoi les trous noirs pourraient effacer l'univers - Le paradoxe de l'information ブラックホールが宇宙を消滅させる理由 - 情報パラドックス 블랙홀이 우주를 지울 수 있는 이유 - 정보 역설 Kodėl juodosios skylės gali ištrinti Visatą - informacijos paradoksas Dlaczego czarne dziury mogą usunąć Wszechświat - Paradoks informacyjny Porque é que os buracos negros podem apagar o universo - O Paradoxo da Informação Почему черные дыры могут уничтожить Вселенную - Информационный парадокс Kara Delikler Neden Evreni Silebilir - Bilgi Paradoksu Чому чорні діри можуть знищити Всесвіт - Інформаційний парадокс 为什么黑洞可以删除宇宙——信息悖论 黑洞为何能毁灭宇宙--信息悖论 為什麼黑洞可以毀滅宇宙──資訊悖論

Black holes are the most powerful things in the universe, strong enough to rip whole stars into atom sized pieces Los agujeros negros son las cosas más poderosas del universo, lo suficientemente fuertes como para romper estrellas enteras en pedazos del tamaño de un átomo. Buracos negros são as coisas mais poderosas do universo, fortes o suficiente para rasgar estrelas inteiras em pedaços do tamanho de átomos 黑洞是宇宙中最强大的东西,强大到足以将整个恒星撕成原子大小的碎片

Well, this is scary enough. They have an even more powerful and dark property: they might delete the universe itself. Esto ya da bastante miedo. Tienen una propiedad aún más poderosa y oscura: podrían borrar el universo mismo. Bem, isso é assustador o suficiente. Eles têm uma propriedade ainda mais poderosa e obscura: podem deletar o próprio universo. Ну, это достаточно страшно. У них есть еще более мощное и темное свойство: они могут уничтожить саму вселенную. 好吧,这已经够可怕的了。它们有一个更强大、更黑暗的特性:它们可能会删除宇宙本身。

Black holes in a nutshell Los agujeros negros en pocas palabras Buracos negros em poucas palavras 简而言之,黑洞

A black hole appears when an extraordinary amount of matter is concentrated in a tiny space. Ein schwarzes Loch entsteht, wenn eine außerordentliche Menge an Materie auf kleinstem Raum konzentriert ist. Un agujero negro aparece cuando una cantidad extraordinaria de materia se concentra en un espacio minúsculo. Um buraco negro aparece quando uma quantidade extraordinária de matéria está concentrada em um espaço minúsculo. 当大量物质集中在一个微小的空间中时,就会出现黑洞。

At their center, gravity is almost infinitely strong and whatever gets too At their center, gravity is almost infinitely strong and whatever gets too En su centro, la gravedad es casi infinitamente fuerte y cualquier cosa que se ponga demasiado Em seu centro, a gravidade é quase infinitamente forte e tudo o que fica muito

close is ripped into its elementary particles. cerca se desgarra en sus partículas elementales. close é rasgado em suas partículas elementares.

Not even light can escape black holes, and so we perceive them as spheres of blackness. Ni siquiera la luz puede escapar de los agujeros negros, por lo que los percibimos como esferas de negrura. Nem mesmo a luz pode escapar dos buracos negros, e assim os percebemos como esferas de escuridão. Даже свет не может избежать черных дыр, поэтому мы воспринимаем их как сферы черноты. 甚至光也无法逃离黑洞,因此我们将它们视为黑色的球体。

If you were to fall into a black hole, nothing bad would happen until well after you crossed its outer border: the event horizon. Si cayeras en un agujero negro, no pasaría nada malo hasta mucho después de cruzar su frontera exterior: el horizonte de sucesos. Se você caísse em um buraco negro, nada de ruim aconteceria até bem depois de cruzar sua fronteira externa: o horizonte de eventos. 如果你掉进黑洞,在你越过黑洞的外边界:事件视界之前,不会发生任何糟糕的事情。

You can imagine this as swimming in a river that ends in an enormous waterfall. Puede imaginárselo como nadar en un río que desemboca en una enorme cascada.

As you float along, imperceptibly, the stream gets faster and faster, even if you can't see the waterfall yet. Mientras flotas, imperceptiblemente, la corriente se hace cada vez más rápida, aunque aún no puedas ver la cascada. À medida que você flutua, imperceptivelmente, o fluxo fica cada vez mais rápido, mesmo que você ainda não consiga ver a cachoeira.

You could swim to safety, until without even noticing it, you cross the point of no return. Man könnte sich in Sicherheit schwimmen, bis man, ohne es zu merken, den Punkt ohne Wiederkehr überschreitet. Podrías nadar hasta ponerte a salvo, hasta que sin darte cuenta, cruzas el punto de no retorno. Você poderia nadar em segurança, até que, sem perceber, cruzasse o ponto sem retorno.

No matter how fast you try to swim now, the stream will pull you towards certain death. No importa lo rápido que intentes nadar ahora, la corriente te arrastrará hacia una muerte segura. Não importa o quão rápido você tente nadar agora, a correnteza o puxará para a morte certa.

Nothing can escape a black hole waterfall once it gets too close. Nada puede escapar de la cascada de un agujero negro una vez que se acerca demasiado. Nada pode escapar de uma cachoeira de buraco negro quando ela se aproxima demais. Ничто не может избежать водопада черной дыры, если он подойдет слишком близко.

This border completely separates black holes from the rest of the universe: we can't access them unless we're willing to never return. Diese Grenze trennt Schwarze Löcher vollständig vom Rest des Universums: Wir können sie nicht betreten, es sei denn, wir sind bereit, nie wieder zurückzukehren. Esta frontera separa completamente los agujeros negros del resto del universo: no podemos acceder a ellos a menos que estemos dispuestos a no volver jamás. Essa fronteira separa completamente os buracos negros do resto do universo: não podemos acessá-los a menos que estejamos dispostos a nunca mais voltar. Эта граница полностью отделяет черные дыры от остальной Вселенной: мы не можем получить к ним доступ, если не хотим никогда не возвращаться.

So there's no way of telling what's really going on inside black holes, Así que no hay forma de saber qué ocurre realmente en el interior de los agujeros negros, Portanto, não há como dizer o que realmente está acontecendo dentro dos buracos negros,

but we have a few ideas about what's going on right at their very edges. pero tenemos algunas ideas sobre lo que ocurre justo en sus bordes. mas temos algumas idéias sobre o que está acontecendo bem nas suas bordas.

Black holes radiate their mass away, like a hot pot on a stove losing its water as steam. Los agujeros negros irradian su masa, como una olla caliente que pierde el agua en forma de vapor. Buracos negros irradiam sua massa, como uma panela quente em um fogão perdendo sua água como vapor.

This is called Hawking radiation. Esto se denomina radiación Hawking.

Black holes constantly lose an extremely tiny amount of their mass, Los agujeros negros pierden constantemente una cantidad extremadamente pequeña de su masa, Os buracos negros perdem constantemente uma quantidade extremamente pequena de sua massa,

a process that's unbelievably slow. un proceso que es increíblemente lento.

It will take a black hole with a mass of our sun 10,000 billion billion billion billion billion billion years to lose 0.0000001% of its mass. Un agujero negro con la masa de nuestro sol tardará 10.000 billones de billones de billones de billones de billones de billones de años en perder el 0,0000001% de su masa. Um buraco negro com uma massa do nosso sol levará 10.000 bilhões de bilhões de bilhões de bilhões de bilhões de bilhões de bilhões de anos para perder 0,0000001% de sua massa. Для того чтобы потерять 0,0000001% своей массы, черной дыре с массой нашего Солнца потребуется 10 000 миллиардов миллиардов миллиардов миллиардов миллиардов миллиардов миллиардов миллиардов миллиардов лет.

This is happening constantly and unstoppably, and as it goes on it speeds up more and more. Esto ocurre de forma constante e imparable, y a medida que avanza se acelera cada vez más. Isso está acontecendo de forma constante e imparável, e à medida que avança, acelera cada vez mais.

In the far far future when the last star in the universe has been dead for trillions of years, En un futuro muy lejano, cuando la última estrella del universo lleve muerta billones de años, Em um futuro distante, quando a última estrela do universo estiver morta por trilhões de anos,

black holes will become tinier and tinier until they evaporate and disappear, leaving behind just a bit of radiation. los agujeros negros serán cada vez más pequeños hasta que se evaporen y desaparezcan, dejando tras de sí sólo un poco de radiación. buracos negros se tornarão cada vez menores até evaporarem e desaparecerem, deixando para trás apenas um pouco de radiação.

But this is a problem, because in the process of disappearing black holes might delete something fundamental: information. Pero esto es un problema, porque en el proceso de desaparición los agujeros negros podrían borrar algo fundamental: la información. Mas isso é um problema, porque no processo de desaparecimento os buracos negros podem apagar algo fundamental: a informação.

2 - What is information? 2 - ¿Qué es la información?

Information is nothing tangible. It's typically understood as a property of the arrangement of particles. What does this mean? La información no es nada tangible. Se suele entender como una propiedad de la disposición de las partículas. ¿Qué significa esto? A informação não é nada tangível. É tipicamente entendido como uma propriedade do arranjo das partículas. O que isto significa? В информации нет ничего осязаемого. Обычно это понимается как свойство расположения частиц. Что это значит?

Imagine a bunch of carbon atoms. Arrange them in a certain way and you get coal. Imagina un montón de átomos de carbono. Dispóngalos de una determinada manera y obtendrá carbón. Imagine um monte de átomos de carbono. Organize-os de uma certa maneira e você obterá carvão.

Arrange them in a different way, and you get a diamond. Colócalos de otra forma y obtendrás un diamante.

The atoms are the same, what changes is the information. If we make this more complex and add in a few more atoms, Los átomos son los mismos, lo que cambia es la información. Si hacemos esto más complejo y añadimos algunos átomos más,

we get a banana. we get a banana. nos dan un plátano. получаем банан.

Change the arrangement of the atoms, and we get a squirrel. Change the arrangement of the atoms, and we get a squirrel. Cambia la disposición de los átomos y tendremos una ardilla. Mude a disposição dos átomos e teremos um esquilo. Измените расположение атомов, и мы получим белку.

The basic building blocks of everything in the universe are the same, Los componentes básicos de todo lo que existe en el universo son los mismos,

and don't care if they're part of a bird or a rock or a cup of coffee. und es ist egal, ob sie Teil eines Vogels, eines Steins oder einer Tasse Kaffee sind. y no les importa si forman parte de un pájaro, una roca o una taza de café. e não importa se são parte de um pássaro ou uma pedra ou uma xícara de café.

Without information everything in the universe would be the same. Sin información, todo en el universo sería igual. Sem informação tudo no universo seria o mesmo.

According to the theory of quantum mechanics information is indestructible. De acordo com a teoria da mecânica quântica, a informação é indestrutível.

It might change shape, Sie könnte ihre Form verändern, Podría cambiar de forma, Pode mudar de forma, Он может изменить форму,

but it can never be lost: for example if you burn a piece of paper, you get ash.

That ash will never become paper again.

But, if you were able to carefully collect every single carbon atom in the ash, and measured the exact properties of the smoke and heat Pero, si pudieras recoger cuidadosamente cada átomo de carbono de la ceniza y medir las propiedades exactas del humo y el calor... Mas, se você fosse capaz de coletar cuidadosamente cada átomo de carbono nas cinzas e medisse as propriedades exatas da fumaça e do calor

radiating from the fire, you could, in theory reconstruct the paper. irradiando del fuego, podrías, en teoría reconstruir el papel. irradiando do fogo, você poderia, em teoria, reconstruir o papel.

The information of the paper is still in the universe. It's not lost, La información del papel sigue en el universo. No se ha perdido, A informação do papel ainda está no universo. Não está perdido,

it's just hard to read. es ist einfach schwer zu lesen. es difícil de leer. é apenas difícil de ler.

If you could somehow measure every single atom and particle and wave of radiation in the universe, Si de alguna manera pudieras medir cada átomo y partícula y onda de radiación en el universo, Se você pudesse de alguma forma medir cada átomo, partícula e onda de radiação no universo,

you could see and track every bit of information there is. podrías ver y rastrear toda la información que existe. você pode ver e rastrear cada bit de informação que existe.

Hypothetically, you could see the entire history of the universe right back to the Big Bang. Hipoteticamente, você poderia ver toda a história do universo desde o Big Bang.

And here black holes trip us up. Y aquí los agujeros negros nos ponen la zancadilla. E aqui os buracos negros nos enganam. И здесь черные дыры ставят нас в тупик.

Information tells us how things are different from each other and what used to be what. La información nos dice en qué se diferencian unas cosas de otras y qué era antes cada cosa. A informação nos diz como as coisas são diferentes umas das outras e o que costumava ser o quê.

Black holes do the opposite: they take different things and make them the same. They destroy information.

This creates the information paradox, and this is a serious problem. Esto crea la paradoja de la información, y es un problema grave.

The information paradox

It's fundamental for all our laws of physics that information can never be lost. Es fundamental para todas nuestras leyes de la física que la información nunca pueda perderse. Основополагающим для всех наших законов физики является то, что информация никогда не может быть потеряна.

Existing, not existing. Without information, everything is relative. Existindo, não existindo. Sem informação, tudo é relativo.

When it comes to our understanding of reality, we need absolutes. Wenn es um unser Verständnis der Realität geht, brauchen wir absolute Werte. Cuando se trata de nuestra comprensión de la realidad, necesitamos absolutos. Als het gaat om ons begrip van de werkelijkheid, hebben we absolute waarden nodig. Quando se trata de nossa compreensão da realidade, precisamos de absolutos.

How could we solve this paradox? ¿Cómo podríamos resolver esta paradoja? Como poderíamos resolver esse paradoxo?

There are a few possibilities.

1) Information is lost. 1) A informação é perdida.

Irretrievably and forever. Irremediablemente y para siempre. Irremediavelmente e para sempre.

This means we have to nix all our laws of physics, throwing out a lot of stuff Das bedeutet, dass wir alle unsere physikalischen Gesetze über Bord werfen müssen, was eine Menge Dinge über den Haufen wirft Esto significa que tenemos que borrar todas nuestras leyes de la física, desechando muchas cosas... Dit betekent dat we al onze natuurwetten moeten negeren en veel dingen moeten weggooien Isso significa que temos que anular todas as nossas leis da física, jogando fora um monte de coisas Это означает, что мы должны отменить все наши законы физики, выбросив много всякой всячины.

that's worked very well so far and to start from scratch die bisher sehr gut funktioniert hat, und von vorne anzufangen que ha funcionado muy bien hasta ahora y empezar de cero que funcionou muito bem até agora e começar do zero

What those new laws of physics would look like, or what that means for us, nobody knows. Nadie sabe cómo serían esas nuevas leyes de la física ni qué significarían para nosotros. Como seriam essas novas leis da física, ou o que isso significa para nós, ninguém sabe.

This is a little frightening, but also kind of exciting. Das ist ein bisschen beängstigend, aber auch irgendwie aufregend. Es un poco aterrador, pero también emocionante. Isso é um pouco assustador, mas também um pouco excitante.

2) Information is hidden. 2) As informações estão ocultas.

Maybe a little part of the black hole splits off and forms a baby universe. Quizá una pequeña parte del agujero negro se separe y forme un universo bebé. Talvez uma pequena parte do buraco negro se separe e forme um universo bebê.

The information would be transferred into this new weird place, where we could never observe or interact with it, La información se transferiría a este nuevo lugar extraño, donde nunca podríamos observarla ni interactuar con ella,

but technically it would not be lost. pero técnicamente no se perdería. mas tecnicamente não seria perdido.

It's like having a broken hard drive with all your family photos, that you could never access. Es como tener un disco duro roto con todas tus fotos familiares, al que nunca podrías acceder. É como ter um disco rígido quebrado com todas as suas fotos de família, que você nunca poderia acessar.

Sure, it's nice that they've not been deleted, but also not very helpful. Claro, es bueno que no se hayan borrado, pero tampoco es muy útil. Claro, é bom que eles não tenham sido excluídos, mas também não são muito úteis.

Or maybe black holes don't disappear completely after the end of their life cycles, O quizá los agujeros negros no desaparecen por completo al final de su ciclo vital, Ou talvez os buracos negros não desapareçam completamente após o fim de seus ciclos de vida,

but a little piece is left, an information diamond. pero queda un trocito, un diamante de información. mas resta um pedacinho, um diamante de informação.

like a clown car filled with an infinite amount of information clowns. wie ein Clownsauto, das mit einer unendlichen Anzahl von Informationsclowns gefüllt ist. como un coche de payasos lleno de una cantidad infinita de payasos de la información. como um carro de palhaço cheio de uma quantidade infinita de palhaços de informação.

But there's a third option:

Information is safe after all, not lost or hidden. Afinal, as informações estão seguras, não perdidas ou escondidas.

Perhaps we've just been looking at this whole thing the wrong way. Perhaps we've just been looking at this whole thing the wrong way. Quizá hayamos enfocado todo esto de forma equivocada. Talvez estejamos apenas olhando para essa coisa toda da maneira errada.

We know that black holes trap information and might delete it later, but we never thought about what they do with it in the meantime. We know that black holes trap information and might delete it later, but we never thought about what they do with it in the meantime. Sabemos que los agujeros negros atrapan información y pueden borrarla más tarde, pero nunca pensamos qué hacen con ella mientras tanto. Sabemos que os buracos negros capturam informações e podem excluí-las mais tarde, mas nunca pensamos no que eles fazem com isso nesse meio tempo.

Where do black holes store their information? ¿Dónde almacenan su información los agujeros negros? Onde os buracos negros armazenam suas informações?

Cosmic housekeeping Limpieza cósmica Limpeza cósmica

Let's create a black hole with dirty laundry. Creemos un agujero negro con ropa sucia. Vamos criar um buraco negro com roupa suja.

First, we fill up a room with laundry baskets: the more laundry you want to store, the more baskets you put in the room. En primer lugar, llenamos una habitación de cestos de ropa: cuanta más ropa quieras guardar, más cestos pondrás en la habitación. Primeiro, enchemos um quarto com cestos de roupa suja: quanto mais roupa você quiser guardar, mais cestos você colocará no quarto.

But at some point every single basket is full, and the room is completely stacked, not a single extra sock fits in. But at some point every single basket is full, and the room is completely stacked, not a single extra sock fits in. Pero llega un momento en que todas las cestas están llenas, y la habitación está completamente apilada, no cabe ni un calcetín de más. Mas, em algum momento, todas as cestas estão cheias e a sala está completamente empilhada, não cabendo uma única meia extra.

The room is at maximum capacity.

But if we still squeeze the sock in with a lot of energy and violence, the room collapses in on itself and forms a black hole. Pero si seguimos apretando el calcetín con mucha energía y violencia, la habitación se colapsa sobre sí misma y forma un agujero negro. Mas se ainda apertarmos a meia com muita energia e violência, a sala desaba sobre si mesma e forma um buraco negro.

But the capacity of the room itself has not changed, fitting in more stuff or information is still impossible. Pero la capacidad de la sala en sí no ha cambiado, meter más cosas o información sigue siendo imposible. Mas a capacidade da sala em si não mudou, cabendo mais coisas ou informações ainda é impossível.

So what happens if we throw more laundry into it? ¿Y qué pasa si le echamos más ropa? Então, o que acontece se jogarmos mais roupa suja nele?

The room itself gets a little bit bigger to make space for the new information. La propia sala se hace un poco más grande para dar cabida a la nueva información. A sala em si fica um pouco maior para dar espaço para as novas informações.

It turns out a black hole grows its surface by a tiny pixel for each bit of information we throw into it. Resulta que un agujero negro aumenta su superficie en un diminuto píxel por cada bit de información que arrojamos en él. Acontece que um buraco negro aumenta sua superfície em um pequeno pixel para cada bit de informação que lançamos nele.

In a nutshell, more information means more surface area. En pocas palabras, más información significa más superficie. Em poucas palavras, mais informação significa mais área de superfície.

The information gets painted on the surface, similar to what happens when we throw a stone into a pond. Die Informationen werden auf die Oberfläche gemalt, ähnlich wie wenn man einen Stein in einen Teich wirft. La información se pinta en la superficie, de forma similar a lo que ocurre cuando tiramos una piedra a un estanque. A informação fica pintada na superfície, semelhante ao que acontece quando jogamos uma pedra em um lago.

After the stone sinks to the bottom we can't see it anymore, Después de que la piedra se hunda hasta el fondo, ya no podremos verla, Depois que a pedra afunda no fundo, não podemos mais vê-la,

but we can tell that something went in from the ripples on the surface of the pond. pero podemos decir que algo entró por las ondas en la superficie del estanque. mas podemos dizer que algo entrou pelas ondulações na superfície do lago.

Even the smallest black hole can store more information on its surface than all the data ever produced in human history. Incluso el agujero negro más pequeño puede almacenar más información en su superficie que todos los datos producidos en la historia de la humanidad.

They do this by storing information in a type of pixel that is unbelievably tiny. Lo hacen almacenando información en un tipo de píxel increíblemente diminuto. Eles fazem isso armazenando informações em um tipo de pixel incrivelmente pequeno.

Black holes are the ultimate hard drive. Los agujeros negros son el disco duro definitivo. Buracos negros são o disco rígido definitivo.

This is a bit like taking a paper back, and turning it into an e-book, two things that look completely different. Das ist ein bisschen so, als würde man ein Papierrücken in ein E-Book verwandeln, zwei Dinge, die völlig unterschiedlich aussehen. Esto es un poco como coger un lomo de papel y convertirlo en un libro electrónico, dos cosas completamente diferentes. Isso é um pouco como pegar um papel de volta e transformá-lo em um e-book, duas coisas que parecem completamente diferentes.

But their content is the same -- it's just encoded and memorized in another way. Pero su contenido es el mismo, sólo que está codificado y memorizado de otra manera. Mas seu conteúdo é o mesmo - é apenas codificado e memorizado de outra maneira.

Black holes swallowing stars and planets is a bit like transferring a whole library onto an e-reader. Que los agujeros negros se traguen estrellas y planetas es un poco como transferir toda una biblioteca a un lector electrónico. Buracos negros engolindo estrelas e planetas é como transferir uma biblioteca inteira para um e-reader.

This solution is called the holographic principle, but if it's correct then everything we thought we knew about the universe is wrong. Esta solución se denomina principio holográfico, pero si es correcta, entonces todo lo que creíamos saber sobre el universo está equivocado. Essa solução é chamada de princípio holográfico, mas se estiver correta, então tudo o que pensávamos saber sobre o universo está errado.

The universe is a hologram El universo es un holograma

If information is actually stored on the boundary of a black hole, the Hawking radiation has a chance of learning about the information Wenn am Rande eines Schwarzen Lochs tatsächlich Informationen gespeichert sind, hat die Hawking-Strahlung die Chance, etwas über die Informationen zu erfahren Si realmente se almacena información en la frontera de un agujero negro, la radiación Hawking tiene la posibilidad de conocer la información Se a informação é realmente armazenada na fronteira de um buraco negro, a radiação Hawking tem a chance de aprender sobre a informação

encoded there, and can carry it away. verschlüsselt und kann sie mitnehmen. codificado allí, y puede llevárselo. codificado lá, e pode levá-lo embora.

So, information is not lost when black holes fade away, Por tanto, la información no se pierde cuando los agujeros negros se desvanecen,

and we do not need to redo physics: the information paradox is resolved. y no necesitamos rehacer la física: la paradoja de la información está resuelta. e não precisamos refazer a física: o paradoxo da informação está resolvido.

But we still have to change our understanding of reality in a fundamental way. Pero aún tenemos que cambiar nuestra comprensión de la realidad de manera fundamental. Mas ainda temos que mudar nossa compreensão da realidade de maneira fundamental.

If everything that falls into the black hole is stored on its event horizon, that basically means that three-dimensional stuff is encoded on a flat surface. Si todo lo que cae en el agujero negro se almacena en su horizonte de sucesos, eso significa básicamente que las cosas tridimensionales están codificadas en una superficie plana. Se tudo o que cai no buraco negro é armazenado em seu horizonte de eventos, isso basicamente significa que o material tridimensional está codificado em uma superfície plana.

We have a name for this: a hologram. Tenemos un nombre para esto: un holograma.

A hologram is like a 3D photo, a flat piece of plastic that encodes a three-dimensional image.

A black hole is like a hologram, because everything inside it is encoded on its event horizon. Um buraco negro é como um holograma, porque tudo dentro dele está codificado em seu horizonte de eventos.

A person inside a black hole will experience their usual three-dimensional life. Una persona dentro de un agujero negro experimentará su vida tridimensional habitual.

but for us on the outside they are flattened images on the surface of the black hole. pero para nosotros en el exterior son imágenes aplanadas en la superficie del agujero negro. mas para nós do lado de fora são imagens achatadas na superfície do buraco negro.

The consequence of this is counterintuitive, but stay with us for a moment. La consecuencia de esto es contraintuitiva, pero quédate con nosotros un momento.

Black holes are very extreme objects, but they're still bound to the same rules as everything else. Los agujeros negros son objetos muy extremos, pero siguen sujetos a las mismas reglas que todo lo demás. Os buracos negros são objetos muito extremos, mas ainda estão sujeitos às mesmas regras de todo o resto.

So if this crazy duality between 2D and 3D works for black holes, then it might work for the whole universe, and you in it. Así que si esta loca dualidad entre 2D y 3D funciona para los agujeros negros, entonces podría funcionar para todo el universo, y para ti en él.

Since a person inside a black hole would not realize that they're encoded on a flat surface, Ya que una persona dentro de un agujero negro no se daría cuenta de que está codificada en una superficie plana, Como uma pessoa dentro de um buraco negro não perceberia que está codificado em uma superfície plana,

we might share the same fate: you really might be stretched over a flat screen at the end of the universe. podríamos compartir el mismo destino: realmente podrías estar estirado sobre una pantalla plana al final del universo. podemos compartilhar o mesmo destino: você realmente pode estar esticado sobre uma tela plana no fim do universo.

The science behind this is complicated and really weird, with toy universes to play with, string theory and a lot of maths. Die Wissenschaft, die dahinter steckt, ist kompliziert und wirklich seltsam, mit Spielzeuguniversen zum Spielen, Stringtheorie und einer Menge Mathematik. La ciencia que hay detrás es complicada y realmente extraña, con universos de juguete con los que jugar, teoría de cuerdas y muchas matemáticas. A ciência por trás disso é complicada e muito estranha, com universos de brinquedos para brincar, teoria das cordas e muita matemática.

We'll talk about this more in another video. Falaremos mais sobre isso em outro vídeo.

Regardless of what the true nature of the universe really is, we just know that it's strange and complicated, Независимо от того, какова на самом деле природа Вселенной, мы просто знаем, что она странная и сложная,

and we have to do a lot more physics to understand it. e temos que fazer muito mais física para entendê-lo.

But black holes might be key to understanding the nature of reality itself.

This video was supported by the Swiss National Science Foundation, and realized with the scientific advice of Alessandro Sfondrini. Este vídeo foi apoiado pela Swiss National Science Foundation e realizado com o conselho científico de Alessandro Sfondrini.