Šiandien (kovo 14 d.) Mirė Stephenas Hawkingas, palikdamas didžiulį astrofiziko, mokslo komunikatoriaus, aktyvisto ir popkultūros žavėjimosi veikėjo palikimą. Ir jo mirties dieną neatsakytas liko klausimas, kurį jis iškėlė ir dirbo iki paskutinių gyvenimo metų: Ar tikrai visa informacija gali būti prarasta?
Garsiausiame Hawkingo popieriuje „Juodosios skylės sprogimai?“, Išleistame prieš 44 metus, 1974 m., Buvo skirtas visas juodųjų skylių supratimas, nes fizikai anksčiau juos suprato. Ir tai buvo pirmasis Hawkingo smūgis tuo pagrindiniu klausimu.
"Klasikine prasme juodoji skylė turėtų būti„ visiškai šalta "ta prasme, kad ji sugeria viską, bet nieko neišmeta. Štai kaip jie buvo suprantami aštuntojo dešimtmečio pradžioje", - el. Laiške rašė Robertas McNeesas, fizikas iš Loyola universiteto Čikagoje. .
Panaši juodoji skylė spinduliuotų ne energiją, ir bet koks dalykas negalėtų iš jos ištrūkti. Tai tiesiog… egzistuos, šalta, tylu ir amžina. Hawkingo popierius padarė juodąsias skylutes gyvas - ir galbūt mirtinas.
„Kai Stephenas svarstė kvantinį mechaninį poveikį aštuntojo dešimtmečio viduryje, jis atrado, kad juodosios skylės iš principo turėtų spinduliuoti taip, lyg tai būtų šiluminiai daiktai su temperatūra“, - „McNees“ pasakojo „Live Science“. "Jei jie spinduliuos energiją, jų masė sumažės. Ir jis nustatė, kad tai atsitikus, mažėjant, jų temperatūra pakyla ir jie spinduliuoja dar greičiau."
Galų gale, galbūt, juodoji skylė visiškai išnyks arba susitrauks iki mažo niurzglio. Visiškai nesuderinus reliatyvumo ir kvantinės mechanikos tvirtoje „kvantinės gravitacijos“ teorijoje (tai, ką fizikai vadina „visko teorija“), paskutinis juodosios skylės išgaravimo etapas lieka paslaptimi.
"Problema ta, kad, jo skaičiavimais, radiacija yra tobulai šiluminė. Jame nėra informacijos apie medžiagos, iš kurios susidarė juodoji skylė, būklę. Tai pažeistų pagrindinę kvantinės mechanikos taisyklę", - rašė McNeesas. .
Kvantinė fizika reikalauja, kad iš esmės būtų įmanoma išsiaiškinti ir susieti kiekvienos dalelės ateitį ir praeitį per grandininius, priežastinius, tikimybinius įvykius. Bet jei juodoji skylė išskiria nediferencijuotą dalelių sriubą su jų informacija - jų istorija - neatitaisomai ištrinama, tada tas reikalavimas iš esmės sulaužomas.
„Juodosios skylės informacijos paradoksas“ ir bandymai ją išspręsti paskatino didžiąją dalį darbo kvantinės gravitacijos nuo pat pradžių, kai jis buvo artikuliuotas “, - rašė McNeesas.
Hawkingas jau buvo patyręs fizikas iki 1974 m. Ir daugelis trumpų biografijų rodo, kad paskelbus 1988 m. Jo populiarią knygą „Trumpa laiko istorija“, jo akivaizdoje buvo jo svarbiausias mokslinis darbas. Tačiau Hawkingas ir toliau rengė reikšmingus ir prieštaringai vertinamus mokslinius dokumentus iki šio dešimtmečio, nesigilindamas į paradoksą, kurį jis pristatė dešimtmečiais anksčiau.
Pats dramatiškiausias vėlyvos karjeros straipsnis, kurį rašė Hawkingas, pasiūlė juodąsias skyles, nes jos, kaip klasikiškai suprantamos, visai neegzistuoja.
2014 m. Paskelbtame leidinyje „Informacijos išsaugojimas ir orų prognozavimas juodosioms skylėms“ jis pasiūlė, kad „įvykių horizontas“ aplink juodąsias skyles, taškas, už kurio net šviesa negalėjo išeiti, iš tikrųjų neegzistuoja. Vietoj to, jis rašė, tiesiog yra „akivaizdus“ įstrigusios šviesos horizontas, kuris gali išnykti ir leisti šviesai pabėgti.
„Įvykių horizonto nebuvimas reiškia, kad nėra juodųjų skylių - režimų prasme, iš kurių šviesa negali patekti į begalybę“, - rašė Hawkingas.
Jis taip pat pasiūlė kai kurias esmines koncepcines problemas, susijusias su daugybe savybių, kurias fizikai priskyrė prie juodųjų skylių, pavyzdžiui, „ugniasienės“ aplink savo sienas, naikinančios įeinančius stebėtojus.
Tai nebuvo paskutinis Hawkingo žodis moksle. Visai neseniai, 2016 m., Hawkingas kartu su Kembridžo universiteto fiziku Malcolmu Perry ir Harvardo universiteto fiziku Andrew Stromingeriu paskelbė straipsnį „Minkšti plaukai ant juodų skylių“.
Tyrėjų komanda teigė, kad juodąsias skylutes supa „minkštos“ arba nulinės energijos dalelės, kurias jie vadina plaukais. Jie rašė, kad plaukai saugo prarastą dalelių, kurias skleidžia juodosios skylės, „holografinėse plokštelėse“ už juodųjų skylių ribų. Taigi perduodama informacija niekuomet nėra prarandama.
„Išsamus holografinės plokštelės aprašymas ir informacinio paradokso išsprendimas tebėra atviras iššūkis, kuriam mes pristatėme naujas ir konkrečias priemones, kurias reikia išspręsti“, - rašė jie.
Net artėjant gyvenimo pabaigai, Hawkingas išliko dirbantis mokslininkas, pateikdamas idėjas, kurios pažengė į priekį, ir idėjas, kurias jo kolegos atmetė.
"Mano įspūdis, kad 2014 m. Dokumentas nėra plačiai priimamas. Kita vertus, 2016 m. Darbas, kuris yra darbas su Perry ir Stromingeriais, yra kryptis, kuria žmonės vis dar aktyviai dirba", - rašė McNeesas.
"Juodosios skylės informacijos paradoksas buvo vienas iš svarbiausių klausimų žmonėms, dirbantiems dėl kvantinės gravitacijos. Ir, kaip į šį klausimą neatsakyta, manau, kad jis išlieka įdomiausias iškeltas klausimas."
