Знаменитий парадокс чорних дір Стівена Гокінга нарешті вирішено: що з'ясували вчені

Учені з Великобританії вважають, що вони нарешті розгадали один із відомих парадоксів Стівена Гокінга, який стосується чорних дір. Ці об'єкти можуть зберігати інформацію про величезні зірки, які їх створили і теоретично її можна отримати, щоб дізнатися про походження чорної діри, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Парадокс чорних дір Стівена Гокінга

Згідно із сучасними уявленнями, які узгоджуються з правилами квантової механіки, вся інформація у Всесвіті назавжди зберігається. Але як відомо, чорні діри притягують до себе будь-яку навколишню речовину і поглинають її. Отже, вся інформація, яка зберігається в цій речовині, зникає. Також відомий фізик Стівен Гокінг припустив, що чорні діри випускають особливий тип теплового випромінювання, яке отримало пізніше назву випромінювання Гокінга, і це змушує чорну діру випаровуватися. Тобто теоретично будь-яка інформація про зірку, яку створила чорну діру, а також інші об'єкти, поглинені чорною дірою, зникає. Але це суперечить законам квантової механіки. Так, виник парадокс чорних дір Стівена Гокінга, або інформаційний парадокс Гокінга.

Випромінювання Гокінга

Над рішенням цього феномена вже багато десятиліть працюють вчені, пропонуючи дедалі нові теорії. Але автор нового дослідження Ксав'є Калмет з Університету Сассекса, Велика Британія, вважає, що він і його колеги нарешті знайшли рішення цього парадоксу.

За словами вченого, тепер є більш чітке розуміння природи фізичного явища, завдяки якому інформація залишає чорну діру, що вмирає. Вчений вважає, що випромінювання Гокінга може переносити інформацію про те, як з'явилася чорна діра.

"Я вважаю, що інформацію про первісний стан чорної діри, а також про те, яка зірка її створила можна отримати завдяки інформації, що зберігається у випромінюванні Гокінга", — говорить Кальмет.

"Волосся" у чорній дірі

Ось уже кілька років вчений разом зі своїми колегами займається рішенням інформаційного парадоксу Гокінга. Варто згадати про те, що минулого року, як уже писав Фокус, Кальмет представив своє дослідження парадоксу Гокінга, в якому він стверджував, що у чорних дір існує так зване "квантове волосся".

Згідно з дослідженням, речовина, що поглинається чорною дірою, повинна залишати ледве видимий квантовий слід у навколишньому гравітаційному полі. Тобто це "квантове волосся" може зберігати інформацію під час смерті чорної діри.

Розрахунки, яких Гокінг не робив

Тепер Кальмет вирішив переглянути розрахунки Гокінга щодо теплової природи випромінювання, яке призводить до смерті чорної діри.

"Ми внесли до розрахунків ефект квантової гравітації, тобто опис гравітації відповідно до правил квантової механіки. Це те, чого Гокінг не робив. Нові поправки в розрахунках мають вирішальне значення для випаровування чорної діри. Цей ефект змінює випромінювання Гокінга так, що воно стає нетепловим. Тобто це випромінювання може зберігати інформацію", — каже Кальмет.

Учений вважає, що йому вдалося просунутися набагато далі у вирішенні інформаційного парадоксу Гокінга, аніж це було зроблено в межах попереднього дослідження.

"Ми визначили точне фізичне явище, завдяки якому інформація залишає чорну діру за допомогою випромінювання Гокінга. Ми вважаємо, що цю інформацію можна отримати. Але поки що це неможливо через те, що поки що не існує таких технологій", — говорить Кальмет.

Учений вважає, що перевірити його теорію все ж таки теоретично можливо завдяки симуляціям чорної діри, які можна створити на Землі.

Фокус уже писав про те, що астрономи виявили найранішу чорну діру, яка має величезний розмір. Вона з'явилася через кілька сотень мільйонів років після народження Всесвіту, але її походження все ще вкрите таємницею.

У минулому році вчені провели експеримент, під час якого вони створили симуляцію чорної дірки та змогли довести, що випромінювання Гокінга існує і, до того ж, має свої особливості, як уже писав Фокус.