Физики нашли решение для информационного парадокса Хокинга
Информационный парадокс черной дыры Стивена Хокинга мучил ученых в течение полувека, а некоторых заставил усомниться в фундаментальных законах физики. Теперь исследователи заявили, что они, возможно, решили известную проблему. По словам физиков, ключ к этой загадке – существование у черных дыр «квантовых волос”.
В первой статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи показали, что черные дыры сложнее, чем первоначально считалось, и имеют гравитационные поля, которые содержат информацию о том, как они сформировались. Ученые доказали, что материя, коллапсирующая в черную дыру, оставляет след в ее гравитационном поле – отпечаток, называемый «квантовыми волосами».
В последующей статье, опубликованной в журнале Physics Letters B, Ксавье Калмет из Школы математических и физических наук Университета Сассекса и Стивен Хсу из Мичиганского государственного университета заявили, что квантовые волосы разрешают информационный парадокс черной дыры Хокинга, пишет SCMP.
«В научном сообществе обычно предполагалось, что разрешение этого парадокса потребует кардинального сдвига парадигмы в физике, что приведет к потенциальной переформулировке либо принципов квантовой механики, либо общей теории относительности. Мы обнаружили, что в этом нет необходимости», – рассказал Калмет.
Парадокс Хокинга сводится к следующему: большое правило физики гласит, что информация, которая делает частицу частицей, сохраняется во Вселенной от момента к моменту. Черные дыры бросают вызов этому закону, потому что, как только в нее попадает какой-либо объект, он, по сути, навсегда исчезает вместе с любой закодированной в нем информацией. Хокинг определил этот парадокс, который ставил ученых в тупик в течение десятилетий.
В 1960-х годах физик Джон Арчибальд Уилер, обсуждая отсутствие у черных дыр наблюдаемых особенностей за пределами их массы, углового момента и электрического заряда, придумал фразу «у черных дыр нет волос» (т.е. другой информации о материи, которая образовала дыру или поглощалась ею). Однако Калмет и его коллеги предположили, что черная дыра более сложная: по мере того, как материя коллапсирует, она оставляет слабый отпечаток в своем гравитационном поле – «квантовые волосы», которые хранят информацию об этом событии, сообщает The Guardian.
«Наше решение не требует какой-либо новой идеи; вместо этого мы показали, что две теории могут быть использованы для последовательных расчетов и объяснения того, как в черных дырах хранится информация, без необходимости менять законы физики», – добавил Калмет.