Stīvena Hokinga melnā cauruma informācijas paradokss ir mulsinājis zinātniekus jau pusgadsimtu un licis dažiem apšaubīt fizikas pamatlikumus. Zinātnieki tagad apgalvo, ka viņi, iespējams, ir atrisinājuši bēdīgi slaveno problēmu, parādot, ka melnajiem caurumiem ir īpašība, kas pazīstama kā “kvantu mati”.
Ja tā ir taisnība, tas būtu milzīgs progress teorētiskajā fizikā.
Profesors Ksavjers Kalmets no Saseksas universitātes, kurš vadīja darbu, sacīja, ka pēc desmit gadu ilgas darba pie matemātikas, kas ir problēmas pamatā, viņa komanda pēdējā gada laikā ir guvusi strauju progresu, kas deva pārliecību, ka viņi beidzot ir atrisinājuši problēmu. .
“Zinātniskās aprindās parasti tika pieņemts, ka šī paradoksa atrisināšanai būtu nepieciešamas lielas paradigmas maiņas fizikā, liekot pārformulēt kvantu mehāniku vai vispārējo relativitāti,” sacīja Kalmets. “Tas, ko mēs atklājām, un es domāju, ka tas ir īpaši aizraujoši, ir tas, ka tas nav nepieciešams.”
Hokinga paradokss ir apkopots šādi: Kvantu fizikas noteikumi nosaka, ka informācija tiek saglabāta. melnie caurumi Tas ir izaicinājums šim likumam, jo, tiklīdz objekts iekļūst melnajā caurumā, tas pazūd uz visiem laikiem kopā ar visu tajā iekodēto informāciju. Hokings identificēja šo paradoksu un gadu desmitiem turpināja mulsināt zinātniekus.
Ir bijuši neskaitāmi piedāvāti risinājumi, tostarp “ugunsmūra teorija”, kurā informācijai vajadzēja sadegt pirms iekļūšanas melnajā caurumā, “pūkas bumbiņu teorija”, kurā tika uzskatīts, ka melnajiem caurumiem ir neskaidras robežas, un dažādi stīgu atzari. teoriju. Taču lielākajai daļai šo priekšlikumu bija jāpārraksta kvantu mehānikas likumi vai Einšteina gravitācijas teorija, kas ir divi mūsdienu fizikas balsti.
Turpretim kvantu dzejas teorija pretendē uz paradoksu atrisināšanu, pārvarot plaisu starp vispārējo relativitāti un kvantu mehāniku, izmantojot jaunu matemātisko formulu.
Nosaukums ir mājiens uz klasisko fiziku balstītajam viedoklim, ka melnos caurumus var uzskatīt par pārsteidzoši vienkāršiem objektiem, ko nosaka tikai to masa un rotācijas ātrums. Jau kopš 20. gadsimta 70. gadiem pareģojumi par plikpauriem melnajiem caurumiem tiek saukti par “teoriju bez matiem”.
Kalmets un viņa līdzstrādnieki uzskata, ka melnais caurums ir sarežģītāks vai matains. Viņi liek domāt, ka tad, kad matērija sabrūk melnajā caurumā, tā gravitācijas laukā atstāj vāju nospiedumu. Šis pirkstu nospiedums tiek saukts par “kvantu mati”, un autori saka, ka tas nodrošinās mehānismu, ar kuru informācija tiek saglabāta melnā cauruma sabrukšanas laikā. Saskaņā ar šo teoriju diviem melnajiem caurumiem ar identiskām masām un rādiusiem, bet ar atšķirīgu iekšējo konfigurāciju, gravitācijas laukos būtu ļoti smalkas atšķirības.
“Mūsu risinājumam nav nepieciešama spekulatīva ideja; tā vietā mūsu pētījumi parāda, ka abas teorijas var izmantot, lai veiktu konsekventus melno caurumu aprēķinus un izskaidrotu, kā uzglabāt informāciju, neizmantojot radikāli jaunu fiziku.”
Nav acīmredzama veida, kā pārbaudīt teoriju ar astronomiskiem novērojumiem – gravitācijas svārstības būtu pārāk mazas, lai tās izmērītu. Bet teorija, visticamāk, tiks rūpīgi pārbaudīta no teorētiskās kopienas.
Profesors Tobijs Visemans, Londonas Imperiālās koledžas teorētiskais fiziķis, dokumentu nosauca par “labu darbu”, taču palika nepārliecināts, ka tas atrisina gadu desmitiem veco paradoksu.
Būtiski, viņš teica, ka papīrs ierosināja, ka varētu būt iespējams iegūt papildu informāciju par to, kas atrodas melnajā caurumā, taču tas neparādīja, ka šī parādība varētu izskaidrot visu šķietami trūkstošo informāciju. “Viņi neieradās, un tā ir pretrunu būtība,” viņš teica.
“Mana sajūta ir tāda, ka, lai patiešām atrisinātu šo paradoksu, jums ir pilnībā jāsaprot, kā kvantu mehānika un gravitācija apvienojas,” viņš teica. “Viņi skatās uz maziem labojumiem, bet ne visu šo divu sajaukumu.”
Kalmets teica: “Kad jums ir lielas prasības, jums tas ir jāatbalsta. Paies zināms laiks, līdz cilvēki to pilnībā pieņems. Ironija pastāv jau ilgu laiku, un jums ir ļoti slaveni cilvēki visā pasaulē. tas gadiem ilgi.”
Darbs tika publicēts izdevumā Physical Review Letters.
