Naukowcy: „Włosy kwantowe” mogą rozwiązać paradoks czarnej dziury Hawkinga

Paradoks informacji o czarnych dziurach Stephena Hawkinga od pół wieku zbija z tropu naukowców i skłania niektórych do kwestionowania podstawowych praw fizyki. Naukowcy twierdzą, że mogli rozwiązać ten niesławny problem, pokazując, że czarne dziury mają właściwość znaną jako „włosy kwantowe”.

Jeśli to prawda, byłby to ogromny postęp w fizyce teoretycznej.

Profesor Xavier Calmette z University of Sussex, który kierował pracami, powiedział, że po dziesięciu latach pracy nad matematyką stojącą za problemem, jego zespół poczynił w ciągu ostatniego roku szybkie postępy, które dały im pewność, że w końcu rozwiązali problem .

„W społeczności naukowej powszechnie zakładano, że rozwiązanie tego paradoksu wymagałoby ogromnej zmiany paradygmatu w fizyce, wymuszając możliwe przeformułowanie mechaniki kwantowej lub ogólnej teorii względności” – powiedział Calmette. „Stwierdziliśmy – i myślę, że jest to szczególnie ekscytujące – że nie jest to konieczne”.

Paradoks Hawkinga wygląda następująco: Zasady fizyki kwantowej mówią, że informacja jest zachowywana. czarne dziury Stanowi wyzwanie dla tego prawa, ponieważ gdy obiekt wejdzie do czarnej dziury, znika na zawsze – wraz z zaszyfrowaną w nim informacją. Hawking zidentyfikował ten paradoks i przez dziesięciolecia nadal dezorientował uczonych.

Zaproponowano mnóstwo rozwiązań, w tym „teorię zapory ogniowej”, w której informacje miały spalić się przed wejściem do czarnej dziury, „teorię kuli rozmytej”, w której uważano, że czarne dziury mają rozmyte granice, oraz różne gałęzie struny. teoria. Jednak większość z tych propozycji wymagała przepisania praw mechaniki kwantowej lub teorii grawitacji Einsteina, dwóch filarów współczesnej fizyki.

Stephen Hawking
Paradoks Stephena Hawkinga intrygował naukowców od dziesięcioleci. Zdjęcia: Triton / Kobal / Shutterstock / Sky Documentary

Natomiast teoria poezji kwantowej twierdzi, że rozwiązuje ten paradoks, wypełniając lukę między ogólną teorią względności a mechaniką kwantową za pomocą nowego wzoru matematycznego.

Nazwa jest ukłonem w stronę opartej na fizyce klasycznej opinii, że czarne dziury można uznać za obiekty zaskakująco proste, określone jedynie ich masą i prędkością obrotową. Przewidywanie pozbawionych cech charakterystycznych łysych czarnych dziur od lat 70. nazywa się „teorią bezwłosych”.

Calmette i jego współpracownicy uważają, że czarna dziura jest bardziej złożona — lub owłosiona. Sugerują, że gdy materia zapada się w czarną dziurę, pozostawia słaby ślad w swoim polu grawitacyjnym. Ten odcisk palca jest określany jako „włosy kwantowe”, a autorzy twierdzą, że zapewni mechanizm, dzięki któremu informacja jest zachowywana podczas zapadania się czarnej dziury. Zgodnie z tą teorią dwie czarne dziury o identycznych masach i promieniach, ale o innej konfiguracji wewnętrznej, miałyby bardzo subtelne różnice w swoich polach grawitacyjnych.

„Nasze rozwiązanie nie wymaga spekulatywnego pomysłu; zamiast tego nasze badania pokazują, że obie teorie można wykorzystać do wykonywania spójnych obliczeń czarnych dziur i wyjaśniania, jak przechowywać informacje bez potrzeby radykalnie nowej fizyki”.

Nie ma oczywistego sposobu sprawdzenia teorii za pomocą obserwacji astronomicznych – fluktuacje grawitacyjne byłyby zbyt małe do zmierzenia. Ale teoria prawdopodobnie zostanie poddana intensywnej analizie ze strony społeczności teoretycznej.

„Kiedy masz duże roszczenie, musisz je poprzeć” — powiedział Calmette. Dodał: „Zajmie to trochę czasu, zanim ludzie w pełni to zaakceptują. Ironia istnieje od dłuższego czasu i sławni ludzie na całym świecie pracują nad tym od lat”.

Praca została opublikowana w Physical Review Letters.

READ  Szybkość pracy wyczerpała misję specjalną astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.