Stepheno Hawkingo juodosios skylės informacijos paradoksas jau pusę amžiaus glumino mokslininkus ir kai kuriuos privertė suabejoti pagrindiniais fizikos dėsniais. Dabar mokslininkai teigia, kad jie galėjo išspręsti liūdnai pagarsėjusią problemą parodydami, kad juodosios skylės turi savybę, vadinamą „kvantiniais plaukais“.

Jei tiesa, tai būtų didžiulis pažanga teorinėje fizikoje.

Darbui vadovavęs Sasekso universiteto profesorius Xavier Calmette sakė, kad dešimtmetį dirbusi su matematika, slypinčia problema, jo komanda per pastaruosius metus padarė sparčią pažangą, kuri suteikė jiems pasitikėjimo, kad jie pagaliau išsprendė problemą. .

„Mokslo bendruomenėje paprastai buvo manoma, kad norint išspręsti šį paradoksą, prireiks didžiulio fizikos paradigmos poslinkio, dėl kurio gali būti pakeista kvantinė mechanika arba bendroji reliatyvumo teorija“, – sakė Calmette. „Mes nustatėme – ir manau, kad tai ypač įdomu – kad tai nėra būtina.

Hokingo paradoksas yra toks: kvantinės fizikos taisyklės teigia, kad informacija išsaugoma. Juodosios skylės Tai yra iššūkis šiam dėsniui, nes objektas, patekęs į juodąją skylę, išnyksta amžiams – kartu su bet kokia joje užkoduota informacija. Hawkingas nustatė šį paradoksą ir dešimtmečius toliau klaidino mokslininkus.

Buvo pasiūlyta begalė sprendimų, įskaitant „ugniasienės teoriją“, kurioje informacija turėjo sudegti prieš patenkant į juodąją skylę, „pūkelio rutulio teoriją“, pagal kurią buvo manoma, kad juodosios skylės turi neryškias ribas, ir įvairias stygų atšakas. teorija. Tačiau daugeliui šių pasiūlymų reikėjo perrašyti kvantinės mechanikos dėsnius arba Einšteino gravitacijos teoriją – du šiuolaikinės fizikos ramsčius.

Priešingai, kvantinės poezijos teorija teigia, kad paradoksą išsprendžia perkeldama atotrūkį tarp bendrojo reliatyvumo ir kvantinės mechanikos naudojant naują matematinę formulę.

Pavadinimas linksniuoja į klasikine fizika pagrįstą nuomonę, kad juodosios skylės gali būti laikomos stebėtinai paprastais objektais, kuriuos apibrėžia tik jų masė ir sukimosi greitis. Bevaizdžių plikų juodųjų skylių prognozė nuo 1970-ųjų buvo vadinama „beplaukių teorija“.

Calmette ir jo bendradarbiai mano, kad juodoji skylė yra sudėtingesnė arba plaukuota. Jie teigia, kad kai materija subyra į juodąją skylę, ji savo gravitaciniame lauke palieka silpną pėdsaką. Šis pirštų atspaudas vadinamas „kvantiniu plauku“, o autoriai teigia, kad tai suteiks mechanizmą, kuriuo informacija išsaugoma juodosios skylės griūties metu. Pagal šią teoriją dvi juodosios skylės, kurių masė ir spindulys yra vienodos, tačiau turi skirtingą vidinę konfigūraciją, turėtų labai subtilius gravitacinių laukų skirtumus.

„Mūsų sprendimas nereikalauja jokios spekuliacinės idėjos; vietoj to, mūsų tyrimai rodo, kad šios dvi teorijos gali būti naudojamos nuosekliems juodųjų skylių skaičiavimams ir paaiškinimui, kaip saugoti informaciją nereikalaujant radikalios naujos fizikos.

Nėra akivaizdaus būdo patikrinti teoriją astronominiais stebėjimais – gravitaciniai svyravimai būtų per maži, kad juos būtų galima išmatuoti. Tačiau teorija greičiausiai bus intensyviai tikrinama teorinės bendruomenės.

Profesorius Toby Wiseman, fizikas teorinis iš Londono imperatoriškojo koledžo, pavadino šį dokumentą „geru darbu“, tačiau liko neįtikintas, kad jis išspręs dešimtmečius trukusį paradoksą.

Pasak jo, svarbiausia yra tai, kad dokumentas pasiūlė, kad galbūt būtų įmanoma surinkti papildomos informacijos apie tai, kas yra juodosios skylės viduje, tačiau tai neparodė, kad šis reiškinys gali paaiškinti visą, atrodo, trūkstamą informaciją. „Jie nepasirodė ir tai yra prieštaravimo esmė“, – sakė jis.

„Mano jausmas yra toks, kad norėdami iš tikrųjų išspręsti šį paradoksą, turite visiškai suprasti, kaip kvantinė mechanika ir gravitacija susijungia“, – sakė jis. „Jie žiūri į nedidelius pataisymus, bet ne į visą šių dviejų derinį.”

Calmette sakė: „Kai turite didelį reikalavimą, turite jį paremti. Prireiks šiek tiek laiko, kol žmonės visiškai tai priims. Ironija egzistuoja jau seniai ir jūs visame pasaulyje dirbate su tuo žinomų žmonių. metų metus“.

Darbas buvo paskelbtas Physical Review Letters.