Co łączy czarne dziury z naszą pamięcią?

Gdzie podziewa się to, co zniknęło? Zarówno neurobiolodzy badający mózgi maleńkich owadów, jak i fizycy spoglądający w otchłań czarnych dziur dochodzą do podobnego, wręcz poetyckiego wniosku: w naturze powrót do stanu „czystej karty” jest iluzją.

Zagadka zaginionej książki

Niedawno naukowcy na łamach Nature Neuroscience opisali zaskakujący eksperyment na muszkach owocowych. Okazało się, że informacja uznana za całkowicie zapomnianą pozostawia w układzie nerwowym utajony ślad. Pod wpływem odpowiedniego bodźca ów ślad potrafi nagle powrócić – czasem jako dawna prawda, a czasem jako fałszywy powidok.

Odkrycie to natychmiast burzy nasz utrwalony nawyk myślenia o pamięci jako o bibliotece, z której książkę albo się wyjmuje, albo pali na popiół.

I w tym miejscu pojawia się niezwykły pomost do jednego z najgorętszych sporów współczesnej nauki. Gdy neurobiolodzy zastanawiają się nad śladem pamięciowym w tkance mózgowej, fizycy teoretyczni zadają bardzo podobne pytanie, mieli jednak na myśli obiekty o masie milionów słońc — czy czarna dziura bezpowrotnie niszczy wpadającą do niej informację?

Przez dekady sądzono, że czarna dziura to ostateczny niszczyciel. Jeśli wrzucimy do niej tomik wierszy, jej grawitacja zgniecie go, a po przekroczeniu horyzontu zdarzeń informacja o treści tekstu przepadnie na zawsze.

W latach 70. Stephen Hawking wykazał jednak, że czarne dziury powoli „parują” (emitując tzw. promieniowanie Hawkinga). Pojawił się wtedy potężny zgrzyt, znany jako paradoks informacyjny czarnej dziury. Z jednej strony mechanika kwantowa mówi, że informacja we wszechświecie nigdy nie może ulec całkowitej destrukcji. Z drugiej – tradycyjna teoria grawitacji sugerowała, że promieniowanie wyrzucane przez czarną dziurę jest całkowicie losowe i nie niesie ze sobą żadnej pamiątki po tym, co wpadło do środka.

Czy zatem wszechświat potrafi całkowicie wymazać swoją przeszłość?

Palimpsest kwantowy i powidoki wspomnień

Dzisiejsza fizyka coraz wyraźniej przychyla się do odpowiedzi — nie, informacja nie ginie. Leonard Susskind, Gerard ’t Hooft czy uaktualnione prace samego Hawkinga doprowadziły naukowców do wniosku, że czarna dziura działa raczej jak gigantyczny, kwantowy szyfrant. Informacja o wpadającym obiekcie zostaje „zapisana” na jej horyzoncie zdarzeń, a następnie bardzo powoli, w niezwykle chaotycznej postaci, wydostaje się na zewnątrz wraz z promieniowaniem.

Zauważasz tę piękną analogię?

• U muszki owocowej — zapomniana informacja nie znika z sieci neuronowej. Trwa w postaci uśpionego, niewidocznego śladu, który pod wpływem impulsu odtwarza dawny obraz (lub tworzy jego zmyśloną wersję).

• W czarnej dziurze — wsunięty za horyzont obiekt nie rozpływa się w nicości. Jego informacja zostaje rozproszona i zakodowana w promieniowaniu – stając się trudnym do odczytania, kwantowym powidokiem.

W obu przypadkach powrót do pierwotnego stanu nie jest prosty. Odtworzenie książki z promieniowania czarnej dziury wymagałoby kosmicznego superkomputera, podobnie jak odzyskanie wspomnienia z utajonego śladu bywa usiane błędami i fabulacją.

O granicach wymazywania

Zarówno na poziomie mikro (synapsy i białka), jak i na poziomie makro (zagięcia czasoprzestrzeni) natura zdaje się opowiadać się za tą samą zasadą — przeszłość pozostawia po sobie głębszy ślad niż podpowiada nam intuicja.

Pamięć nie jest sztywnym archiwum, a wszechświat nie jest niszczarką do dokumentów. Obydwa systemy przypominają raczej żywe, skomplikowane matryce, w których to, co „zniknęło”, wciąż pulsuje pod powierzchnią – czekając na kogoś, kto znajdzie klucz do jego ponownego odczytania.

A Ty? Czy masz w swojej pamięci takie „odtworzone” wspomnienie, co do którego do dziś nie masz pewności, czy było autentycznym przebłyskiem z przeszłości, czy jedynie pięknie dopisaną przez Twój mózg historią?

Autorka: dr Małgorzata Parzynowska

***

Jeśli zainteresował Cię ten temat, przeczytaj również:

• Tęsknota za czasem, w którym nas nie było
• Ocalić moment od zapomnienia 
• Nieświadomość nie jest pustką 

A jeżeli bliskie Ci jest humanistyczne spojrzenie na współczesność, zapraszam Cię na moją autorską stronę Humanistka.pl oraz do subskrypcji newslettera.