Кредитна слика: НАСА
Степхен Хавкинг и Кип Тхорне могу да дугују Јохну Прескиллу скуп енциклопедија.
Тројица космолога су се 1997. године опростила од тога да ли информација која улази у црну рупу престаје да постоји - односно да ли се унутрашњост црне рупе уопште мења карактеристикама честица које у њу улазе.
Хавкингово истраживање показало је да честице немају никаквог ефекта. Али његова теорија је прекршила законе квантне механике и створила контрадикцију познату као парадокс информација.
Сада су физичари на Државном универзитету Охајо предложили решење користећи теорију струна, теорију која тврди да су све честице у свемиру направљене од сићушних вибрирајућих струна.
Самир Матхур и његове колеге изнијели су опсежан низ једнаџби које снажно сугеришу да информације и даље постоје - везане у џиновски сплет струна који испуњава црну рупу од њене језгре до њене површине.
Налаз сугерира да црне рупе нису глатке, безобличне цјелине као што научници дуго мисле.
Уместо тога, они су живахни "фуззбаллс".
Матхур, професор физике у држави Охио, сумња да Хавкинг и Тхорне неће посебно бити изненађени исходом студије, која се појављује у 1. марту часописа Нуцлеар Пхисицс Б.
У својој оклади Хавкинг, професор математике на Универзитету у Цамбридгеу, и Тхорне, професор теоријске физике на Цалтецху, кладили су се да су информације које уђу у црну рупу уништене, док је Прескилл - такође професор теоријске физике на Цалтецху - узео супротан поглед. Улози су били скуп енциклопедија.
"Мислим да је већина људи одустала од идеје да су информације уништене када је идеја теорије струна 1995. године постала истакнута?" Матхур је рекао. "Једноставно, нико до сада није успео да докаже да су информације преживеле."
У класичном моделу формирања црних рупа, супермасивни објект, попут џиновске звезде, руши се у формирање врло мале тачке бесконачне гравитације, назване сингуларитет. Посебна регија у свемиру окружује сингуларност, а сваки објекат који пређе границу региона, познат као хоризонт догађаја, увучен је у црну рупу и никада се неће вратити.
Теоретски, чак ни светлост не може побјећи из црне рупе.
Пречник хоризонта догађаја зависи од масе предмета који га је формирао. На пример, ако би се сунце срушило у сингуларност, његов хоризонт догађаја износио би приближно 3 километра (1,9 миље) дужине. Ако би Земља следила за то, његов хоризонт догађаја износио би само 1 центиметар (0,4 инча).
Што се тиче онога што лежи у региону између сингуларности и његовог хоризонта догађаја, физичари су увек буквално цртали празно. Без обзира на врсту материјала који је формирао јединствену област, подручје унутар хоризонта догађаја требало је да буде лишено било какве структуре или мерљивих карактеристика.
И у томе лежи проблем.
"Проблем са класичном теоријом је да можете да користите било коју комбинацију честица да направите црну рупу - протоне, електроне, звезде, планете, било шта друго - и то не би имало никакве разлике. Мора да постоје милијарде начина да се направи црна рупа, али с класичним моделом је крајње стање система увек исто ,? Матхур је рекао.
Таква униформност крши квантно механички закон реверзибилности, објаснио је. Физичари морају бити у могућности да пронађу крајњи производ било ког процеса, укључујући процес који прави црну рупу, све до услова који су је створили.
Ако су све црне рупе исте, тада се ниједна црна рупа не може пратити до њеног јединственог почетка, а било какве информације о честицама које су је створиле губе се заувек у тренутку формирања рупе.
"Сада нико стварно не верује, али нико никада није могао наћи било шта лоше са класичним аргументом ,? Матхур је рекао. „Сада можемо предложити шта је пошло по злу.“
2000. године, теоретичари струна назвали су информативни парадокс број осам на њиховој листи десет најбољих физичких проблема које треба решити током следећег миленијума. На тој листи су била питања попут: који је животни век протона ?? и? како квантна гравитација може помоћи да се објасни порекло универзума ??
Матхур је почео да ради на информативном парадоксу када је био доцент на Масачусетском технолошком институту, а проблем је напао пуном паром након што је 2000. године приступио државном факултету у Охају.
Са постдокторским истраживачем Олегом Лунином, Матхур је израчунао структуру објеката који стоје између једноставних стања струна и великих класичних црних рупа. Уместо да буду ситни предмети, испоставили су се да су велики. Недавно су он и два докторанда - Асхисх Сакена и Иогесх Сривастава - открили да је то иста слика "фуззбаллса"? наставила је да важи за предмете који више личе на класичну црну рупу. Ти нови резултати се појављују у нуклеарној физици Б.
Према теорији струна, све темељне честице универзума - протони, неутрони и електрони - направљени су од различитих комбинација струна. Али ма колико жице биле ситне, Матхур верује да могу да формирају велике црне рупе кроз феномен који се назива фракциона напетост.
Гудачи су растезљиви, рекао је, али свака носи одређену напетост, као и гитарска жица. Са фракцијском затезањем, напетост се смањује како жица постаје дужа.
Као што је дугачку гитарску жицу лакше ископчати него кратку гитарску жицу, тако се и дугачак низ квантних механичких жица који се спајају лакше растеже него једна гуда, рекао је Матхур.
Па када се велики број жица споји заједно, као што би били у циљу да формирају мноштво честица потребних за веома масиван објекат попут црне рупе, комбинована кугла жице је врло растезљива и шири се до широког пречника.
Када су физичари државе Охио извукли формулу за пречник нејасне црне рупе направљене од жица, открили су да се подудара са пречником хоризонта догађаја црних рупа предложених класичним моделом.
Пошто Матхурова претпоставка сугерише да жице и даље постоје унутар црне рупе, а природа струна зависи од честица које су сачињавале изворни изворни материјал, тада је свака црна рупа јединствена колико и звезде, планете или галаксије која га је формирала. Низови из сваког наредног материјала који уђе у црну рупу такође би остали следљиви.
То значи да се црна рупа може пратити до њених првобитних услова, а информације преживљавају.
Ово истраживање је дијелом подржало америчко Министарство енергетике.
Изворни извор: Извештај са Универзитета Охио Стате Невс
