Месец след като Стивън Хокинг и неговите колеги публикуват документ за черните дупки, физиците все още се борят за постигане на консенсус. Някои приветстват най-новата му работа като нов начин за решаване на пъзела с черната дупка; други не са сигурни в нейния авторитет. Бившият подкрепя твърдението на препринта, че той предоставя обещаващ начин за разрешаване на тайната на така наречения парадокс на информацията за черната дупка, който Хокинг извежда преди повече от 40 години.
„Мисля, че има общо вълнение, че можем да разгледаме познатите неща по различен начин, да излезем от безизходицата“, казва Андрю Стромингър, физик от Харвардския университет в Кеймбридж, съавтор на една от най-новите работи. Стромингер представи резултатите от своята работа на 18 януари 2016 г. в университета в Кеймбридж, където е базиран Хокинг.
Мнозина не са убедени, че този подход може да реши парадокса, въпреки че признават, че той осветява различни проблеми във физиката. В средата на 70-те Хокинг откри, че черните дупки не са напълно черни, но излъчват малко радиация. Според квантовата физика, от квантовите колебания точно отвъд хоризонта на събитията - точката на връщане на черна дупка - трябва да възникнат двойки частици. Някои от тези частици напускат гравитацията на черната дупка, но пренасят част от нейната маса, в резултат на което черната дупка бавно се свива и в крайна сметка изчезва.
В документ, публикуван през 1976 г., Хокинг посочва, че избягалите частици - сега известни като Хокинг радиация - ще имат напълно случайни свойства. В резултат на това, когато черната дупка изчезне, информацията, съхранявана в нея, ще бъде загубена във Вселената. Но този резултат не съответства на законите на физиката, според които информация, подобно на енергията, се запазва, което поражда парадокс. „Тази работа предизвика повече безсънни нощи за теоретичните физици, отколкото всяка друга работа в историята“, припомни Стромингер.
Грешка беше, обясни той, да пренебрегне потенциала на празното пространство за пренасяне на информация. В работата си, заедно с Хокинг и трети съавтор Малкълм Пери, също от университета в Кеймбридж, той се обръща към меките частици. Това са нискоенергийни версии на фотони, хипотетични частици, известни като гравитони, и други частици. Доскоро те се използваха главно за изчисления във физиката на частиците. Но авторите отбелязват, че вакуумът, в който се намира черната дупка, не трябва да бъде лишен от частици - само енергия - и следователно меки частици могат да присъстват в нея в нулево енергийно състояние.
Всичко, което попадне в черна дупка, те продължават, оставя отпечатък - отпечатък - върху тези частици. „Ако сте във вакуум и дишате - да предположим, че дишате много меки гравитони“, казва Стромингер. След това смущение вакуумът около черната дупка се променя и информацията се запазва в крайна сметка.
Докладът продължава да предлага механизъм за прехвърляне на тази информация в черната дупка - който теоретично разрешава парадокса. За да направите това, авторите изчислили как да декодират данните в квантово описание на хоризонта на събитията, известен като "косата на черна дупка".
Промоционално видео:
Труден преход
Въпреки това, работата далеч не е завършена. Абхай Аштекара, който изучава гравитацията в Университета в Пенсилвания в Университетския парк, казва, че намира начинът на авторите да предават информация в черна дупка ("мека коса") за неубедителен. И авторите признават, че все още не знаят как тази информация впоследствие може да бъде предадена с радиация на Хокинг и това е необходима следваща стъпка.
Стивън Ейвъри, теоретичен физик от университета Браун в Провиденс, Роуд Айлънд, е скептично настроен към възможността този подход да реши парадокса, но той определено вярва, че той ще разшири значението на меките частици. Той отбелязва, че Стромингер е открил, че меките частици разкриват фини симетрии на известни природни сили, „някои от които са ни известни, а някои от тях нови“.
Други физици са по-оптимистични за перспективите на този метод при решаване на информационния парадокс. Сабине Хосенфелдер от Института за усъвършенствани изследвания в Германия казва, че резултатите от "меката коса", съчетани със собствените й изследвания, биха могли да разрешат противоречията около черните дупки като проблема със защитната стена. Виждате ли, възниква въпросът дали хоризонтът на събитията може да стане изключително горещ поради радиация на Хокинг. Това противоречи на общата относителност на Айнщайн, според която наблюдател, падащ през хоризонта, няма да забележи резки промени в околната среда.
"Ако вакуумът има различни състояния", казва Хосенфелдер, "тогава можете да предавате информация в радиация, без да поставяте енергия на хоризонта. Следователно няма да има защитна стена."