Mēnesi pēc tam, kad Stefans Hokings un viņa kolēģi publicēja darbu par melnajiem caurumiem, fiziķi joprojām cenšas panākt vienprātību. Daži saskata viņa jaunāko darbu kā svaigu veidu, kā atrisināt melnā cauruma mīklu; citi nav pārliecināti par viņas autoritāti. Bijušie atbalsta pirmsdrukas apgalvojumu, ka tas nodrošina daudzsološu veidu, kā atrisināt tā saucamā melnā cauruma informācijas paradoksa noslēpumu, kuru Hawking secināja pirms vairāk nekā 40 gadiem.
“Es domāju, ka pastāv vispārējs satraukums, ka mēs varam uzlūkot pazīstamas lietas savādāk, izkļūt no strupceļa,” saka Endrjū Štringegers, Kembridžas Hārvarda universitātes fiziķis, viena no jaunākajiem darbiem līdzautors. Štringegers iepazīstināja ar sava darba rezultātiem 2016. gada 18. janvārī Kembridžas universitātē, kur atrodas Hokings.
Daudzi nav pārliecināti, ka šī pieeja var atrisināt paradoksu, lai gan viņi atzīst, ka tas izgaismo dažādas problēmas fizikā. 70. gadu vidū Hawking atklāja, ka melnie caurumi nav pilnīgi melni, bet izstaro nelielu starojumu. Saskaņā ar kvantu fiziku, no kvantu svārstībām tieši aiz notikuma horizonta - melnā cauruma neatgriešanās punkta - vajadzētu rasties daļiņu pāriem. Dažas no šīm daļiņām atstāj melnā cauruma gravitāciju, bet aizvada daļu no tā masas, kā rezultātā melnais caurums lēnām saraujas un galu galā pazūd.
1976. gadā publicētā dokumentā Hawking norādīja, ka izbēgošajām daļiņām - tagad pazīstamām kā Hawking starojums - būs pilnīgi nejaušas īpašības. Tā rezultātā, kad melnais caurums pazūd, tajā glabātā informācija tiks zaudēta Visumam. Bet šis rezultāts neatbilst fizikas likumiem, saskaņā ar kuriem informācija, tāpat kā enerģija, tiek saglabāta, kas rada paradoksu. "Šis darbs teorētiskajiem fiziķiem ir radījis vairāk negulētas naktis nekā jebkurš cits darbs vēsturē," atgādināja Štringegers.
Viņš paskaidroja, ka tā bija kļūda, ignorējot tukšas vietas iespējas nēsāt informāciju. Savā darbā kopā ar Hokingu un trešo līdzautoru Malkolmu Periju, arī no Kembridžas universitātes, viņš pievēršas mīkstajām daļiņām. Tās ir fotonu, hipotētisku daļiņu, kas pazīstamas kā gravitoni, un citu daļiņu versijas ar zemu enerģijas patēriņu. Vēl nesen tie galvenokārt tika izmantoti aprēķiniem daļiņu fizikā. Bet autori atzīmē, ka vakuumā, kurā atrodas melnais caurums, nav jābūt daļiņām - tikai enerģijai - un tāpēc mīkstas daļiņas tajā var atrasties nulles enerģijas stāvoklī.
Viss, kas nonāk melnajā caurumā, viņi turpina, uz šīm daļiņām atstāj iespiedumu - iespiedumu. “Ja atrodaties vakuumā un ieelpojat - pieņemsim, ka jūs elpojat daudz mīkstu gravitonu,” saka Štringegers. Pēc šiem traucējumiem vakuums ap melno caurumu mainās, un informācija tiek saglabāta beigās.
Turpinājumā tiek ierosināts mehānisms, kā šo informāciju pārnest melnajā caurumā - kas teorētiski atrisina paradoksu. Lai to izdarītu, autori aprēķināja, kā atšifrēt datus notikuma horizonta kvantu aprakstā, kas pazīstams kā "melnā cauruma mati".
Reklāmas video:
Viltīga pāreja
Neskatoties uz to, darbs nebūt nav pabeigts. Abhajs Ašhtekara, kurš studē smagumu Pensilvānijas universitātē University Park, saka, ka autoru veids, kā informāciju nodot melnajā caurumā (“mīkstos matos”) nepārliecina. Un autori atzīst, ka viņi vēl nezina, kā šo informāciju pēc tam varētu pārnest ar Hokinga starojumu, un tas ir nepieciešams nākamais solis.
Stīvens Averijs, Romas salas Providensas Braunas universitātes teorētiskais fiziķis, skeptiski vērtē šādas pieejas iespēju atrisināt paradoksu, taču viņš noteikti uzskata, ka tā paplašinās mīksto daļiņu nozīmi. Viņš atzīmē, ka Štringegers atklāja, ka mīkstas daļiņas atklāj zināmu dabas spēku smalku simetriju, "no kuriem daži mums ir zināmi, un daži no tiem ir jauni".
Citi fiziķi optimistiskāk vērtē šīs metodes iespējas, risinot informācijas paradoksu. Sabīne Hossenfeldere no Papildu studiju institūta Vācijā saka, ka "mīksto matu" rezultāti kopā ar viņas pašas veiktajiem pētījumiem varētu atrisināt strīdus, kas saistīti ar melnajiem caurumiem, piemēram, ugunsmūra problēmu. Redzi, ir jautājums, vai notikumu horizonts Hokinga starojuma dēļ var kļūt ārkārtīgi karsts. Tas ir pretrunā ar Einšteina vispārējo relativitāti, saskaņā ar kuru novērotājs, kurš krīt caur horizontu, nepamana pēkšņas vides izmaiņas.
“Ja vakuumam ir atšķirīgi stāvokļi,” saka Hossenfelders, “tad jūs varat pārraidīt informāciju starojumā, neliekot enerģiju horizontam. Tāpēc ugunsmūra nebūs."