Jak czytamy w nowym, zabawnym artykule, tunele czasoprzestrzenne mogą pomóc w rozwiązaniu niesławnego paradoksu czarnej dziury

Co dzieje się z informacją po przekroczeniu horyzontu zdarzeń czarnej dziury? Pojawiły się sugestie, że inżynieria tuneli czasoprzestrzennych może nam pomóc w rozwiązaniu tego dokuczliwego problemu – ale matematyka była co najmniej trudna.

W ramach nowych badań międzynarodowy zespół fizyków opracował obejście, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób zapadanie się czarnej dziury pozwala uniknąć łamania podstawowych praw fizyki kwantowej (więcej o tym za chwilę).

Chociaż praca jest bardzo teoretyczna, praca sugeruje, że są rzeczy, których prawdopodobnie przegapimy w naszych dążeniach do rozwiązania ogólna teoria względności z mechaniką kwantową.

„Odkryliśmy nową geometrię czasoprzestrzeni o strukturze przypominającej tunel czasoprzestrzenny, która została przeoczona w konwencjonalnych obliczeniach” Fizyk Kanato Goto mówi: z Cornell University i RIKEN w Japonii.

„Obliczana entropia przy użyciu tej nowej geometrii daje zupełnie inny wynik”.

Paradoks informacji o czarnych dziurach jest jednym z nierozwiązanych napięć między ogólną teorią względności Einsteina a mechaniką kwantową.

W ogólnej teorii względności horyzont zdarzeń czarnej dziury jest uważany za punkt bez powrotu. Wszystko poza tym punktem krytycznym jest bezlitośnie pokryte studnią grawitacyjną czarnej dziury i żadna prędkość we wszechświecie, nawet prędkość światła w próżni, nie jest wystarczająca dla prędkości ucieczki. Zniknęło, to wszystko. busty. Nieodwracalny.

Potem przyszło Stephen Hawking w latach 70. sugerując, że biorąc pod uwagę mechanikę kwantową, czarne dziury W końcu może emitować promieniowanie.

Zgodnie z teorią dzieje się tak, gdy czarna dziura zakłóca właściwości falowe otaczających cząstek, powodując jej świecenie w temperaturze, która staje się coraz gorętsza w miarę zmniejszania się czarnej dziury.

Ostatecznie ta poświata powinna sprawić, że czarna dziura skurczy się do zera.

„Nazywa się to parowaniem czarnej dziury, ponieważ czarna dziura kurczy się, podobnie jak parowanie kropel wody” Idź do wyjaśnia.

READ  Ogromna i tajemnicza eksplozja odkryta w kosmosie zadziwia naukowców

Ponieważ „rozbłysk” jest niepodobny do tego, co wydarzyło się w czarnej dziurze, może się wydawać, że wszystko, co zostało włożone do parującej czarnej dziury, zniknęło na zawsze. Ale zgodnie z mechaniką kwantową informacje po prostu nie mogą zniknąć z wszechświata. Wielu fizyków odkryło możliwość, że ta informacja jest w jakiś sposób zaszyfrowana Promieniowanie Hawkinga.

Goto i jego zespół chcieli zbadać ten pomysł matematycznie poprzez obliczenia niezdolny do Promieniowanie Hawkinga wokół czarnej dziury. Jest to miara zakłóceń w systemie i może być wykorzystana do diagnozowania utraty informacji w promieniowaniu Hawkinga.

według 1993. papier Według fizyka Dona Page’a, jeśli turbulencja zostanie odwrócona, a entropia spadnie do zera, gdy czarna dziura zniknie, należy unikać paradoksu utraconej informacji. Niestety w mechanice kwantowej nie ma nic, co pozwala na takie odwrócenie.

Wejdź do tunelu czasoprzestrzennego lub przynajmniej jego matematycznej repliki w bardzo specyficznych modelach wszechświata. Jest to połączenie między dwoma obszarami zakrzywionego arkusza czasoprzestrzeni, nieco podobne do mostu przez dolinę.

Myślenie o tym w ten sposób w połączeniu z czarnymi dziurami daje nam inny sposób obliczania entropii promieniowania Hawkinga, mówi Goto.

„Tunel czasoprzestrzenny łączy wnętrze czarnej dziury i promieniowanie na zewnątrz, jak most” on tłumaczy.

Kiedy zespół przeprowadził obliczenia przy użyciu modelu tunelu czasoprzestrzennego, ich wyniki były zgodne z krzywą entropii strony. Sugeruje to, że informacje wykraczające poza horyzont zdarzeń czarnej dziury mogą w ogóle nie zostać utracone na zawsze.

Ale oczywiście pozostaje jeszcze kilka pytań. Dopóki nie uzyskamy odpowiedzi na te pytania, nie możemy uznać paradoksu informacji o czarnej dziurze za definitywnie rozwiązany.

„Nadal nie znamy podstawowego mechanizmu przenoszenia informacji przez promieniowanie” Goto mówi. „Potrzebujemy teorii grawitacji kwantowej”.

Wyszukiwanie zostało opublikowane w Dziennik Fizyki Wysokich Energii.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.