
English: 
MATT O'DOWD: Thanks
to the Great Courses
Plus for supporting
PBS Digital Studios.
I've got a physics joke for you.
A proton, an electron,
and an antineutrino
walk into a black hole.
That's it.
[MUSIC PLAYING]
We've established by now
that black holes are weird,
the result of absolute
gravitational collapse
of a massive body, a point of
hypothetical infinite density
surrounded by an event horizon.
At that horizon, time is
frozen and the fabric of space
itself cascades inwards
at the speed of light.
Nothing can travel
faster than light,
and so nothing can escape
from below the event horizon--
not matter, not light,
not even information.
These ideas are pretty
mind blowing, but as crazy
as black holes are, they're
also kind of simple.
Don't get me wrong, the
math is complicated,

Arabic: 
لقد حصلت لك على دُعابة فيزيائية
البروتون ، النيوترون ، و مُضاد النيوترينو
يتنقلون داخل ثُقب أسود
هذا كُل شيء
لقد رسّخنا حتى الآن غرابة  الثقوب السوداء
نتيجة انهيار الجاذبية المطلقة
لجسم ضخم ، وهي نقطة من الكثافة الافتراضية اللانهائية
التي تحيط بها أفق الحدث
في ذلك الأفق ، يتم تجميد الوقت ، ويتحول نسيج الفضاء
نفسه إلى الداخل بسرعة الضوء
لا شيء يمكن أن يتنقل أسرع من الضوء
وبالتالي لا شيء يمكن أن يُفلت من تحت أفق الحدث
لا يهم ، لا ضوء ، ولا حتى المعلومات
هذه الأفكار تُذهل العقل ، لكنها مجنونة مثل الثقوب السوداء
ولكنها أيضاً بسيطة نوعًا ما
لا تفهموني خطأ ، الرياضيات معقدة

Arabic: 
لكن الأشياء نفسها بسيطة
في الواقع ، كل ثقب أسود في الكون
بغض النظر عن كيفية تشكيلها أو ما حدث لها بعد ذلك
يمكن وصفها تمامًا بثلاث خصائص فقط
هذه الخصائص هي الكتلة والشحنة الكهربائية ، والزخم الزاوي
أو على الأقل هذا هو الاقتراح الذي يقف
خلف شُهرتها حدسية أو نظرية no-hair
اليوم ، سنكتشف لماذا تكون الثقوب السوداء جريئة
وفي حلقة قادمة ، سندمج حدسية no-hair
مع كل ما تعلمناه في الآونة الأخيرة
حول الحفاظ على المعلومات الكمومية
ستكون النتيجة التناقض بين الثقب الأسود والمعلومات
واحدة من أكبر الأسئلة التي لم يتم الرد عليها في الفيزياء الحديثة
وأيضا البوابة إلى الديناميكا الحرارية ذات الثقوب السوداء
والمبدأ المُجسم
كان جاكوب بيكنشتاين طالبًا متخرجًا في جامعة برينستون
عندما اقترح عدم وجود خصائص أخرى غير الكتلة
الشحنة الكهربائية ، والزخم الزاوي
يجب أن تظهر من تحت أفق الحدث

English: 
but the objects
themselves are simple.
In fact, every black
hole in the universe,
no matter how it formed or
what happened to it afterwards,
can be perfectly described
with only three properties.
Those properties are mass,
electric charge, and angular
momentum, or at least
this is the proposition
behind the famous no-hair
conjecture or no-hair theorem.
Today, we're get to see
why black holes are bold,
and in an upcoming episode we'll
combined the no-hair conjecture
with everything we
learned recently
about the conservation
of quantum information.
The result will be the
black-hole-information paradox,
one of the greatest unanswered
questions in modern physics,
and also the gateway to
black-hole thermodynamics
and the holographic principle.
Jakob Bekenstein was a
graduate student at Princeton
when he proposed that no
other properties besides mass,
electric charge,
and angular momentum
should emerge from
beneath the event horizon.

Arabic: 
أو كما قال بيكنشتاين ، فإن الثقوب السوداء ليس لها سوى ثلاثة شعرات وهي : الكتلة ، الشحنة الكهربائية ، الزخم الزاوي
لهذا السبب لا تسمح لطلاب الدراسات العليا بتسمية الأشياء
اتخذ مستشار بيكنشتاين ، الأسطوري جون أرشيبالد ويلر
العبارة ، وهكذا نحن الآن عالقون بها
السبب الأساسي لحدسية no-hair
هي البساطة بما فيه الكفاية
يتم عزل الجزء الداخلي من الثقب الأسود
من الكون الخارجي
انها غير مُتصلة سببيًا
لا شيء تحت أفق الحدث
يُمكن أن يؤثر على الكون الخارجي
لأنه لا يمكن لأي إشارة أن تُفلت من أفق الحدث
لنقل هذا التأثير
يُمكن أن يكون الثقب الأسود قد تشكل من نجم منهار
أو من المادة المضادة أو الفوتونات أو حتى السعادين
لكن الشيء الوحيد الذي يُمكن أن نعرفه عن المادة
التي دخلت في الثقب الأسود هو مضمون الطاقة الكتلية
الشحنة الكهربائية ، والزخم الزاوي
بالنظر إلى الطبيعة الأحادية الإتجاه لأفق الحدث
فقدان هذه المعلومات الكمومية يجعل بعض المعاني بديهية
ربما الأكثر غموضاً هي الاستثناءات الثلاثة
خلاف الشعرات الثلاثة المتبقية حول الثقب الأسود سيكون أصلع

English: 
Or as Bekenstein put it,
black holes have no hairs.
This is why you don't let
graduate students name things.
Bekenstein's advisor, the
legendary John Archibald
Wheeler, took up the phrase,
and so now we're stuck with it.
The basic reason for
the no-hair conjecture
is straightforward enough.
The interior of a
black hole is cut off
from the external universe.
It's causally disconnected.
Nothing beneath
the event horizon
can influence the
exterior universe
because no signal can
escape the event horizon
to carry that influence.
The black hole could have
formed from a collapsed star
or entirely out of antimatter
or photons or monkeys,
but the only thing we can
know about the material that
went into the black hole
are its mass-energy content,
electric charge, and
angular momentum.
Given the one-way nature
of the event horizon,
the loss of this information
makes some intuitive sense.
Perhaps more mysterious
are the three exceptions,
the three remaining hairs around
our otherwise bald black hole.

Arabic: 
بعد كل شيء ، القوى المُشاركة ، وبالتحديد الجاذبية
والقوى الكهرومغناطيسية
يتم توصيلها فقط بسرعة الضوء
إذاً كيف أن الكتلة والشحنة الكهربائية والزخم الزاوي
يُفسر تأثيرهم عبر الأفق غير القابل للعبور ؟
دعونا نفكر في هذا من حيث المجالات
وسوف نتوقف مع مجال الجاذبية
قد تكون الجاذبية ناجمة عن الكتلة ، لكن حقل الجاذبية
هو شيء حقيقي للغاية من تلقاء نفسه
في نظرية اينشتاين  للنسبية العامة
نفكر في مجال الجاذبية كإنحناء
في نسيج الزمكان
في القياس القديم الجيد للصفائح المطاطية
تمد الكرة الثقيلة على الصفيحة المطاطية نحو الأسفل
مما يؤثر على حركة الأجسام المتحركة على تلك الورقة
يمكننا أن نفكر في مجال الجاذبية
في أي نقطة بسبب مجال الجاذبية
في النقاط المحيطة
كل نقطة على الصفيحة المطاطية لا ترى في الواقع مصدر مجال الجاذبية
ستُشاهد مصدر مجال الجاذبية
بدلاً من ذلك ، تمتد وتنحني استجابة
لسلوك البقع المحيطة
الأرض تدور حول الشمس، ولكن بشكل أكثر مباشر

English: 
After all, the forces involved,
namely the gravitational
and electromagnetic
forces, are only
communicated at
the speed of light.
So how does mass, electric
charge, and angular momentum
communicate their influence
across the uncrossable horizon?
Let's think about this
in terms of fields,
and we'll stop with the
gravitational field.
Gravity may be caused by mass,
but a gravitational field
is a very real thing
all on its own.
In Einstein's general
theory of relativity,
we think of the gravitational
field as curvature
in the fabric of spacetime.
In the good old
rubber-sheet analogy,
a heavy ball stretches
the sheet downwards,
affecting the motion of
objects moving on that sheet.
We can think of the
gravitational field
at any point as being caused
by the gravitational field
at surrounding points.
Each point on the rubber
sheet doesn't actually
see the source of the
gravitational field.
Instead, it stretches
and curves in response
to the behavior of the
surrounding patches.
The Earth orbits the
Sun, but more directly it

Arabic: 
أنه يدور حول مجال جاذبية الشمس
يمكنك تغيير أي شيء عن الشمس بخلاف كتلته
وستستمر الأرض في المدار نفسه
إذا تلاشت الشمسُ فجأة
ستستمر الأرض في مدار حقل الجاذبية الموجود
لمدة 8 دقائق
سيبقى نسيج الزمكان في موقع مدار الأرض
منحنيًا حتى يستقر النسيج المرن
بسرعة الضوء
في حالة أفق الحدث
الكون الخارجي لا يستطيع رؤية الكتلة داخل الثقب الأسود
لكن تلك الكتلة تتذكر في مجال الجاذبية
انحناء الزمكان فوق أفق الحدث
في الواقع ، فإن الفضاء في أفق الحدث
ينخفض بالفعل إلى الداخل
لا يحتاج أن يُطلب منه الاستمرار في القيام بذلك
وكما أنه يسحب الطبقة مباشرة فوقه
يواصل السلسلة حتى بعد فقدان التفرد المركزي
لجميع التأثيرات السببية
هناك قانون مهم للغاية في الفيزياء
يصف كيف يتذكر الكون
مضمون منطقة من الفضاء
إنه قانون غاوس ، والذي ينطبق على كل من مجالات الجاذبية
والكهرباء

English: 
orbits the Sun's
gravitational field.
You could change anything about
the Sun other than its mass
and the Earth would
continue in the same orbit.
If the Sun were to
suddenly vanish,
Earth would continue
to orbit the existing
gravitational field
for 8 minutes.
The spacetime at the
location of Earth's orbit
would remain curved until the
elastic fabric straightened
itself out at the
speed of light.
In the case of
the event horizon,
the outside universe can't see
the mass inside the black hole,
but that mass is remembered
in the gravitational field,
the curvature of spacetime
above the event horizon.
In fact, the space
at the event horizon
is already falling inwards.
It doesn't need to be told
to continue doing that,
and it drags the layer
directly above it,
continuing the cascade even
after the central singularity
is lost to all causal influence.
There's an extremely
important law
in physics that describes
how the universe remembers
the contents of a
region of space.
It's Gauss's law, which
applies to both gravitational
and electric fields.

English: 
Gauss's law of gravity states
that the total gravitational
field added up over
an enclosed surface
is proportional to the
amount of mass and energy
contained by that surface.
The distribution of
matter inside that surface
is irrelevant.
The mass could all be
located at a single point
within the surface or
could be evenly distributed
across that surface.
The resulting sum of
the gravitational field
would be the same.
In the case of a black hole,
at least a nonrotating one,
the event horizon is a
closed spherical surface
with a singularity
at its center.
That surface remembers
the internal mass
as though it was spread
evenly across the surface.
Now, the original
Gauss's law actually
applies to the electric field.
In fact, it's one of
Maxwell's equations,
which together give the
classical description
of electromagnetism.
Gauss's law for
the electric field
says that the total electric
flux passing through a closed
surface depends on the
amount of charge interior
to that surface.
The universe remembers
the total charge

Arabic: 
ينص قانون الجاذبية الذي وضعه غاوس
على أن إجمالي مجال الجاذبية الذي يضاف على سطح منطوي على نفسه
يتناسب مع كمية الكتلة والطاقة
الموجودة في هذا السطح
توزيع المادة داخل هذا السطح
غير ذي صلة
يمكن أن تكون الكتلة موجودة في نقطة واحدة
داخل السطح أو يمكن توزيعها
بالتساوي عبر هذا السطح
المجموع الناتج لمجال الجاذبية
سيكون هو نفسه
في حالة وجود ثقب أسود ، على الأقل غير دوار
أفق الحدث هو سطح كروي مغلق
ذو تفرد في مركزه
يتذكر هذا السطح الكتلة الداخلية
كما لو كانت منتشرة بالتساوي على السطح
الآن ، ينطبق قانون غاوس الأصلي في الواقع
على المجال الكهربائي
في الواقع ، إنها واحدة من معادلات ماكسويل
التي تمنح معاً الوصف الكلاسيكي
للكهرومغناطيسية
ينص قانون غاوس للمجال الكهربائي
على أن إجمالي التدفق الكهربائي الذي يمر عبر سطح منطوي على نفسه
يعتمد على كمية الشحنة الداخلية
على هذا السطح
يتذكر الكون الشحنة الكلية

English: 
that exists in the region of
space enclosed by the surface.
This means that the electric
field above the event
horizon of a black
hole remembers
all of the electric charge
that fell through that surface.
Black holes act as though
their charge is spread
across the event horizon.
If you've studied some
introductory physics,
you might remember that the
gravitational and electric
fields have something in common.
Both obey an inverse-square law.
Newton's law of
universal gravitation
and Coulomb's law
for electrostatics
say that the strength of the
force produced by these fields
drops off with the
square of the distance
from the source of that field.
This comes from the
fact that if you
draw increasingly large spheres
around a pointlike field
source, the intensity
of those forces
gets spread out over an
increasingly large area.
You can think of lines of force
getting further and further
apart for larger spheres.
The area of that sphere is
proportional to the square
of its radius, so the density
of the lines of force decrease

Arabic: 
الموجودة في منطقة الفضاء المحاطة بالسطح
وهذا يعني أن المجال الكهربائي فوق أفق الحدث
لثقب أسود يتذكر
كل الشحنة الكهربائية التي سقطت من هذا السطح
تعمل الثقوب السوداء كما لو كانت شحنتهم منتشرة
عبر أفق الحدث
إذا كنت قد درست بعض الفيزياء التمهيدية
قد تتذكر أن مجال الجاذبية والكهرباء
يشتركان في شيء مشترك
كلاهما يطيعان قانون مربع عكسي
قانون نيوتن للجاذبية الكونية
وقانون كولوم للكهرباء الساكنة
الذي ينص على أن عزم القوى التي تنتجها هذه الحقول
يسقط مع مربع المسافة
من مصدر ذلك الحقل
وهذا يأتي من حقيقة أنه إذا قُمت
برسم جسم كروي بشكل متزايد حول مصدر حقل شبيه بالنقطة
فإن كثافة تلك القوى تنتشر
على مساحة كبيرة بشكل متزايد
يُمكنك أن تفكر في خطوط القوى التي تحصل على أبعد وأبعد
بصرف النظر عن الجسم الكروي الأكبر
تتناسب مساحة ذلك الجسم الكروي
مع مربع نصف قطرها ، وبالتالي تنخفض كثافة خطوط القوى

Arabic: 
مع المسافة المربعة
في الواقع ، قانون غاوس هو شكل أكثر عمومية
من هذه القوانين التربيعية
وهو ينطبق على أي سطح كروي أو أي كتلة مُحيطية الشكل
أو شُحنة
لكن قانون غاوس وقانون المربع المعكوس يعملان
بسبب تشابه رئيسي بين الجاذبية
والمجال الكهربائي
فهي لانهائية في نطاق
وأنها تنشأ من الكميات المحفوظة ، وهي الكتلة والشحنة
خطوط القوة لا تتلاشى ولا تختفي أبدًا
ولا تندمج أبدًا مع بعضها البعض
انهم ينتشرون فقط بعيداً
وهذا يعني أن جميع خطوط القوى التي تم إنشاؤها داخل نطاق مغلق
يجب أن تعبر في نهاية المطاف سطح ذلك النطاق
حسناً ، لذلك فإن قوى الجاذبية والكهرومغناطيسية
لديها نطاق لا نهائي ، وهكذا يتطلب قانون غاوس
بمحتوى الكتلة والمسؤول في أي منطقة من الفضاء
يتم تذكرها في الجاذبية والكهرباء
الحقول على السطح المحيط بهذه النطاق
لأن الكتلة والشحنة هي كميات
محفوظة بشكل أساسي
والطريقة الوحيدة لتغيير محتويات نطاق معين من الفضاء
هي زيادة حجم الكتلة أو شحنها عبر سطحها

English: 
with distance squared.
In fact, Gauss's law
is a more general form
of these inverse-square laws.
It applies to any shaped surface
surrounding any shaped mass
or charge.
But both Gauss's law and
the inverse-square law
work because of a key
similarity between gravity
and the electric field.
They are infinite
in range and they
arise from conserved quantities,
namely mass and charge.
The lines of force never
fade, never vanish, and never
merge into each other.
They only spread further apart.
That means all lines of force
created within a closed region
must eventually cross
that region's surface.
OK, so the gravitational
and electromagnetic forces
have infinite range,
and so Gauss's law
demands that the mass and charge
content of any region of space
are remembered in the
gravitational and electric
fields on the surface
surrounding that region.
Because mass and charge
are fundamentally
conserved quantities,
the only way
to change the contents
of a region of space
is for more mass or charge
to cross its surface.

English: 
In the case of the black
hole, nothing can get out,
but new infalling material
will adjust the black hole's
external gravitational and
electric fields on its way in.
By the way, it's
worth mentioning
that real black holes
out there in the universe
are never going to have
a net electric charge.
A black hole with nonzero charge
will quickly attract particles
with the opposite charge until
positive and negative charges
within the black
hole balance out
and the black hole
becomes neutral.
OK, so we've covered gravity
and the electrostatic part
of electromagnetism.
But what about the magnetic
part of electromagnetism,
and what about angular momentum?
Well, you get
magnetism for free.
A changing electric field
produces a magnetic field.
And so if the black hole is
spinning or racing past you,
you'll see that magnetic field.
In a similar way, you can
see a black hole's rotation
in its gravitational field.
In Einstein's
general relativity,
a spinning mass drags
the fabric of space time

Arabic: 
في حالة الثقب الأسود ، لا شيء يمكن أن يخرج
ولكن المادة المتساقطة الجديدة ستُعدل مجالات الجاذبية والكهربائية
الخارجية في الثقب الأسود في طريقها إلى الداخل
بكل الأحوال ، تجدر الإشارة
إلى أن الثقوب السوداء الحقيقية الموجودة في الكون
لن تحصل أبدًا على شحنة كهربائية صافية
الثقب الأسود مع شحنة غير صفرية سوف يجذب بسرعة الجسيمات
حتى تكون الشحنة الموجبة والسالبة
داخل الثقب الأسود ويوازن
الثقب الأسود ليُصبح مُتعادلاً
حسناً ، لذلك قمنا بتغطية الجاذبية والجزء الكهربائي
للكهرومغناطيسية
ولكن ماذا عن الجزء المغناطيسي من الكهرومغناطيسية؟
وماذا عن الزخم الزاوي؟
حسناً ، يمكنك الحصول على المغناطيسية مجاناً
المجال الكهربائي المتغير ينتج مجال مغناطيسي
لذا إذا كان الثقب الأسود يدور مغزلياً أو يسابقك
سترى هذا المجال المغناطيسي
بطريقة مُماثلة ، يُمكنك رؤية دوران الثقب الأسود
في مجال الجاذبية الخاصة بها الجاذبية
في النسبية العامة لآينشتاين
كتلة الدوران المغزلي تسحب نسيج الزمكان

English: 
around with it in a phenomenon
known as frame dragging.
The incredibly
subtle frame dragging
due to Earth's rotation
has been detected,
but it required the incredible
precision and ingenuity
of Gravity Probe B.
The frame dragging around
a rotating black hole
is rather stronger.
It dramatically changes the
shape of the event horizon
and the orbit of
anything nearby.
If material with
angular momentum
falls into a black
hole, whether it's
a spinning star or
a whirlpool of gas,
it will either add or subtract
from this flow of space
above the event horizon.
Its angular momentum
is remembered
in the frame dragging as though
the entire black hole was
spinning.
I hope I've given you a sense
of why mass, charge, and angular
momentum are remembered by the
space outside a black hole.
It's because these properties
are conserved and are
communicated by gravity
and electromagnetism, which
have infinite range.
As a result, they are remembered
by the fields surrounding
the black hole.
However, there are some
important conserved properties
that are entirely local.

Arabic: 
حولها في ظاهرة تعرف باسم تباطؤ الإطار المرجعي
بشكل دقيق لايُصدق تم الكشف عن تباطؤ الإطار المرجعي
الذي يُسبب دوران الأرض
ولكنه يتطلب الدقة المذهلة والإبداع
في مسبار الجاذبية  لقياس الجاذبية
تباطؤ الإطار المرجعي حول ثقب أسود دوار
هو أقوى إلى حد ما
بصورة مُذهلة يغير شكل أفق الحدث
ومدار أي شيء قريب
إذا كانت المادة ذات العزم الزاوي
تقع في الثقب الأسود
الدوار المغزلي لنجم أو دوامة من الغاز
إما أن تضيف أو تطرح من تدفق الفضاء
هذا فوق أفق الحدث
يتذكر زخمه الزاوي
في تباطؤ الإطار المرجعي ، كما لو كان الثقب الأسود بأكمله
يدور مغزلياً
آمل أن أكون قد أعطيتك فكرة عن سبب تذكير الكتلة والشحنة والزخم الزاوي
عن طريق الفضاء خارج الثقب الأسود
لأنه يتم حفظ هذه الخصائص
ويتم توصيلها عن طريق الجاذبية والكهرومغناطيسية
والتي لديها نطاق لانهائي
ونتيجة لذلك ، تذكرهم الحقول المحيطة
بالثقب الأسود
ومع ذلك ، هناك بعض الخصائص المهمة المحفوظة
والتي تكون محلية بالكامل

English: 
If matter with these properties
falls into a black hole,
information about
those properties
is lost to the outside universe.
An example would be
the number of particles
of different types,
like the balance
between quarks and antiquarks
represented by baryon number.
Baryon number is a
conserved quantity,
but there's no way to know the
baryon number of a black hole.
Now this doesn't sound
like a big problem.
So what if the universe
forgets what type of particles
a black hole is made of?
Actually, it should
care a great deal.
We discussed recently
why quantum mechanics
demands the conservation
of quantum information.
It's fundamental to
quantum mechanics
that the universe keeps track
of its quantum states, which
also means the types of
particles it contains.
Yet Stephen Hawking
showed that black holes
may break this rule, revealing
a conundrum that we now
call the information paradox.
The solution to the information
paradox is highly speculative,

Arabic: 
إذا كانت المادة مع هذه الخصائص تقع في الثقب الأسود
يتم فقدان المعلومات حول تلك الخصائص
إلى الكون الخارجي
مثال على ذلك : هو عدد الجُسيمات
من أنواع مختلفة ، مثل التوازن
بين الكواركات و مضاد الكواركات ممثلة برقم باريون
رقم باريون هو كمية محفوظة
ولكن لا توجد طريقة لمعرفة عدد باريون من ثقب أسود
الآن ، هذا لا يبدو مشكلة كبيرة
إذاً ماذا لو أن الكون ينسى نوع الجسيمات
التي صنعها الثقب الأسود؟
في الواقع ، يجب أن تكون صفقةً عظيمة
ناقشنا مؤخراً لماذا يتطلب ميكانيكا الكم
الحفاظ على المعلومات الكمومية
من الأمور الأساسية لميكانيكا الكم
أن يتتبع الكون حالاته الكمية
وهو ما يعني أيضًا أنواع الجسيمات التي يحتوي عليها
ومع ذلك ، أظهر ستيفن هوكينغ أن الثقوب السوداء
قد تكسر هذه القاعدة ، مما يكشف عن وجود لغز نُطلق عليه الآن
مفارقة تناقض المعلومات الكمومية
الحل لمفارقة تناقض المعلومات الكمومية هي خيالية للغاية

Arabic: 
ولكنها قد تكشف أن الثقوب السوداء تملك
أكثر من ثلاثة شعرات مما كنا نعتقد
سوف نتعمق في كل ذلك
في حلقة قادمة من "Space Time"
نفذ الترجمة : شوان حميد 
تويتر : shwan_hamid@

English: 
but it may reveal
that black holes are
more hairy than we thought.
We will delve into all
of that in an upcoming
episode of "Space Time".
Thanks to the Great Courses
Plus for supporting PBS Digital
Studios.
The Great Courses Plus is
a digital-learning service
that allows you to learn about a
range of topics from educators,
including lively professors
and other experts
from around the world.
You can go to the
greatcoursesplus.com/spacetime
to get access to a library of
different video lectures about
science, math,
history, literature,
or even how to cook, play
chess, or become a photographer.
New subjects, lectures,
and professors
are added every month.
You could get a free trial
by clicking on the link below
or going to the
greatcoursesplus.com/spacetime.
In our last episode
we looked at what
might be the most
fundamental rule
in quantum mechanics, the
conservation of quantum
information.
You guys had a lot of questions.
Let's see what you had to say.
qbslug asks a tricky one.

English: 
How is probability conserved
when an electron and a positron
annihilate each other?
In our discussion
during the episode,
we talked about the
unitary evolution
of a one-particle function.
We said that there's always
a 100% chance, for example,
that the particle position
always has some value.
So what if the
particle is destroyed?
Well, particle creation
and annihilation
is described by
quantum-field theory,
and unitary evolution
and the conservation
of probability and
information still works there.
QFT describes the
evolution of quantum fields
in which particles
are excited states.
Now it's the evolution of the
fields, not the particles,
that conserves probability.
In the specific case of
electron-positron annihilation,
information continues to exist
after the event in the products
of that annihilation.
It's encoded in the energy,
phase, polarization,
et cetera of the two gamma-ray
photons that are created.
Peter K. asks how the
universe can be deterministic

English: 
given the fundamental
probabilistic random nature
of the quantum world.
Well, the key here is that
that randomness arises
at the level of observation.
A wave function
prescribes the probability
of observing a given
value for a property
when the observation
is made, but the wave
function itself evolves
in a unitary manner,
preserving all information.
Exactly what happens at
the moment of observation
is still debated.
In the Copenhagen
interpretation,
the wave function collapses
and unitarity is not preserved.
But that's increasingly
disfavored.
More likely is that the
observer and the observation
are a small part of a global
wave function that continues
to evolve in a unitary manner.
John asks whether the only way
to truly erase a hard drive
is to throw it
into a black hole.
Well first, John, I assume
you're asking for a friend.
Second, as we'll see next
week, even black holes
probably preserve information.
Whatever terrible
secrets your friend
has on that drive
most likely get

English: 
radiated back out over
countless of billions
of years as Hawking
radiation where
it can be collected and giggled
at by a future super-advanced
civilization.
