Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Чёрные дыры могут зеркально отражать информацию.

22.09.2015 в 17:52

Исследователи космоса, изучающие природу чёрных дыр, заявили о новом открытии. Теоретические расчёты показали, что информация о поглощаемом объекте отражается от края чёрной дыры, словно мячик отскакивает от стены или луч света - от зеркала.


Новое сенсационное заявление сделал нобелевский лауреат Герард 'т хоофт (Gerard 't Hooft. Его работа стала ответом на недавнее заявление Стивена хокинга о том, что он решил проблему информационного парадокса, которая занимала умы астрофизиков последние 40 лет.

Парадокс заключается в следующем: если какой-либо предмет попадает в чёрную дыру, то он остаётся там, и будучи снаружи мы никогда не сможем узнать ни одну из его характеристик - информация о нём для внешнего наблюдателя исчезает за горизонтом событий.

В 1974 году хокинг в своих работах показал, что законы квантовой природы, действующие близ горизонта событий чёрной дыры, заставляют объект испускать излучение в виде фотонов. Это излучение, названное впоследствии излучением хокинга, заставляет чёрную дыру медленно терять массу и фактически "Испаряться".
В конце концов, она вовсе исчезает, уничтожая всё, что она поглотила (в том числе и информацию о затянутых внутри объектах. Но согласно принципам квантовой механики, информацию нельзя создать или уничтожить, а значит, она должна куда-то деться. Но куда?

Герард 'т хоофт отвечает: "разгадка кроется в том, что вещество, поглощаемое чёрной дырой, влияет на исходящее излучение хокинга. Поначалу хокинг не верил в это, но постепенно он начал пересматривать свою точку зрения".

Хокинг теперь полагает, что если, к примеру, слон пересекает горизонт событий чёрной дыры, то информация о его принадлежности к слонам остаётся на краю чёрной дыры в виде своеобразного голографического отпечатка. Когда же излучение хокинга исходит от дыры, оно выносит этот отпечаток на себе.
Это объяснение взбудоражило умы учёных по всему миру, заставив участвовать в дискуссиях - в том числе и 'т хоофта. Исследователи пытались понять, как падающие на чёрную дыру объекты создают эти отпечатки и как именно отпечатки влияют на исходящее излучение.
Герард 'т хоофт провёл свои собственные расчёты и предложил объяснение. Идея голландского физика состоит в том, что гравитация отвечает на оба вопроса. Продолжая рассуждать на примере падающего в чёрную дыру слона, получаем, что при переходе им границы горизонта событий его гравитационное поле меняется. Когда исходящее излучение хокинга проходит через это поле, его путь трансформируется, и оно получает возможность переносить информацию о пропавшем в недрах несчастном слоне.
Информация о нём, такая как его масса, например, после этого отражается в космос, хотя самому животному везёт куда меньше. Речь при этом идёт только о той информации, которую переносят частицы, поясняет 'т хоофт в своей работе.

Статья 'т хоффта появилась и не прошла рецензирование со стороны коллег, которые всё же понимают, насколько обоснованы расчёты и выводы нобелевского лауреата.

Однако кое-какие комментарии специалистов приводит New Scientist. Так, решения и 'т хоофта, и хокинга обладают одним серьёзным недостатком - переизбытком информации. Фактически, их объяснение предполагает, что информация близ горизонта событий дублируется, то есть создаётся вместо того, чтобы уничтожаться.
Проще говоря, если многострадальный слон отправляется в недра чёрной дыры, то и все его характеристики "Ныряют" туда вместе с ним. Но в этом случае та же информация "Подвешивается" на краю (если прав хокинг), либо отражается в космос (если прав 'т хоофт.
"Квантовая Механика Запрещает Такого Рода Удваивание", - отмечает Стивен гиддингс (Steven Giddings) из университета Калифорнии в Санта - Барбаре. - также не ясно, насколько передача "Гравитационной" информации соответствует принципам квантовой механики. Между тем эти детали очень важны.