Фізики знайшли пояснення парадокса чорних дір Стівена Гокінга, який вчений так і не зміг розгадати

Фізики вважають, що знайшли розгадку парадокса чорних дір, виявленого знаменитим фізиком Стівеном Гокінгом. Нові дослідження показали, що чорні діри все ж можуть зберігати інформацію про масивні зірки, які їх створили.

Результати досліджень, які опубліковані в журналі Physics Letters B, можуть врешті вирішити складну проблему, над якою Гокінг працював в останні роки свого життя.

Що за парадокс чорних дір

Згідно з роботою знаменитого фізика, випромінювання повільно "витікає" з чорних дір у вигляді теплової енергії, яка стала відома як "випромінювання Гокінга". Але таке випромінювання є тепловим, а значить, не може нести інформацію. Через це Гокінг вважав, що випаровуючись, чорні діри знищують всю інформацію про зірки, з яких вони були створені.

Одначе таке припущення суперечило законам квантової механіки, відповідно до яких інформація не може бути знищена, а кінцевий стан об'єкта може дати підказки про його початковий стан.

Цю проблему, яка отримала назву "інформаційний парадокс Гокінга", вчені безуспішно намагалися вирішити впродовж десятиліть.

Чорна діра та квантове волосся

Тепер же нові дослідження показують, що чорні діри можуть зберігати інформацію про своє минуле. Така інформація може міститися у випромінюванні навколо чорних дір, яке називають "квантовим волоссям".

Теоретично, як вважають вчені, ця інформація може бути вилучена для вивчення походження конкретної чорної діри.

"(Це дослідження) є останнім цвяхом у труну парадокса, оскільки ми тепер розуміємо точне фізичне явище, за допомогою якого інформація витікає з чорної діри, що розпадається", – заявив головний автор дослідження, професор фізики в Університеті Сассекса Ксав'єр Кальмет в інтерв'ю Live Science.

Він пропонує модифікувати дані про випромінювання Гокінга та визнати його "нетепловим" і таким, що здатне поширювати інформацію.

"Квантова фізика стверджує, що фільм "життя" цієї чорної діри можна перемотати назад. Починаючи з випромінювання, ми зможемо відновити початкову чорну діру, а потім, зрештою, і зірку", – переконаний Кальмет.

Ще 2022 року він разом із професором теоретичної фізики в Університеті штату Мічиган Стівом Хсу стверджували, що чорні діри дійсно мають "квантове волосся" у вигляді унікального квантового відбитка в гравітаційних полях, які їх оточують.

У новому ж дослідженні вчені переглянули розрахунки Гокінга 1976 року, врахувавши ефекти "квантової гравітації", чого фізик не зробив.

"Хоча ці квантові гравітаційні поправки мізерно малі, вони мають вирішальне значення для випаровування чорних дір. Ми змогли показати, що ці ефекти модифікують випромінювання Гокінга таким чином, що це випромінювання стає нетепловим …може містити інформацію", – пояснив Кальмет.

Таким чином Кальмет та Хсу визначили точне фізичне явище, за допомогою якого інформація виходить із чорної діри через випромінювання Гокінга, а також те, як її може отримати спостерігач. Однак отримати цю інформацію наразі неможливо, оскільки для цього потрібен інструмент, достатньо чутливий для вимірювання випромінювання Гокінга, яке наразі є суто теоретичним.

Раніше OBOZREVATEL розповідав про чорну діру в далекій галактиці, яка розвернулася, спрямувавши промінь до Землі.

Підписуйтесь на канали OBOZREVATEL у Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.