01.02.2016 | Наука

Последняя работа Хокинга о черных дырах разделила ученых на два лагеря

Прошёл почти месяц с тех пор, как на сервере препринтов arXiv.org был опубликован документ, содержащий вероятное разрешение загадки исчезновения информации в чёрных дырах.

Черная дыра пожирает звезду. Иллюстрация NASA

Его авторы - Стивен Хокинг, Малкольм Перри (Malcolm Perry) и Эндрю Строминджер (Andrew Strominger).

Расскажем предысторию вопроса. Противоречие, которое ныне пытаются объяснить теоретики, появилось благодаря работе, проделанной Джоном Уилером в 1960-х годах. Его мысли в последующее десятилетие развил Стивен Хокинг, который в ходе своих теоретических изысканий пришёл к выводу, что чёрная дыра постепенно "испаряется" за счёт так называемого излучения Хокинга. При этом частицы, которые составляют основу исходящего излучения, обладают абсолютно случайными свойствами.

Учёный пытался понять, что происходит с информацией о частицах, затянутых в чёрную дыру. Известно, что чёрная дыра затягивает на себя вещество, за счёт чего увеличивает свою массу. Предположим, в неё попало два совершенно разных объекта (с разной информацией).

Если дальше следовать логике Хокинга и считать, что чёрная дыра действительно теряет массу за счёт излучения, то выходит, что когда-нибудь она "сбросит вес", набранный в результате пожирания тех самых двух разных объектов. То есть станет точно такой же, какой была до их поглощения.

Оба объекта, по сути, превратятся в излучение, которое является универсальным по своим свойствам и никак не отличается для двух "испарённых" объектов, несмотря на то, что они были изначально совершенно разными. Таким образом информация о них попросту исчезнет.

Но данное описание противоречит общепринятым принципам квантовой механики. И учёные бьются над разрешением этого несоответствия.

В начале январе 2016 года учёные во главе с Хокингом высказали предположение, что пустое пространство может нести информацию. То есть информация, которая попадает в чёрную дыру, может быть сохранена с помощью неких гипотетически существующих мягких частиц — это частицы, являющиеся версиями фотонов, но с меньшей энергией (гравитоны и прочие).

Ранее такие частицы описывались и использовались лишь в физике частиц. Однако использование их для разрешения парадокса чёрных дыр позволяет предположить, что мягкие частицы находятся в чёрной дыре в состоянии с нулевой энергией (вакуум, в котором сидит чёрная дыра, не может содержать частиц, только энергию). Все объекты, которые падают в чёрную дыру, оставляют свой отпечаток на мягких частицах. То есть после падения объекта в дыру вакуум меняет свойства, а информация об объекте сохраняется.

В настоящее время учёные, изучившие новую работу, разделились. Некоторые высказали своё согласие с выводами физиков-теоретиков. Иные полагают, что существует важная часть головоломки, не учтённая исследователями: Хокинг и его команда не объяснили, как информация об исчезнувших в дыре объектах будет в итоге передана излучению Хокинга.

Таким образом, прежде, чем будут сделаны общепринятые выводы относительно нового объяснения, физикам предстоит проделать ещё много работы.

По публикациям UkrNet