Attēla kredīts: NASA
Stīvens Hokings un Kips Torns, iespējams, ir parādā Džonam Preskillam enciklopēdiju komplektu.
1997. gadā trīs kosmologi izteica slavenu likmi par to, vai informācija, kas nonāk melnajā caurumā, vairs nepastāv - tas ir, vai melnā cauruma iekšpusi vispār maina to daļiņu īpašības, kas tajā nonāk.
Hokinga pētījumi liecina, ka daļiņām nav nekādas ietekmes. Bet viņa teorija pārkāpa kvantu mehānikas likumus un radīja pretrunu, kas pazīstama kā “informācijas paradokss”.
Tagad Ohaio štata universitātes fiziķi ir ierosinājuši risinājumu, izmantojot stīgu teoriju - teoriju, kas apgalvo, ka visas Visuma daļiņas ir izgatavotas no niecīgām vibrējošām virknēm.
Samirs Mathūrs un viņa kolēģi ir atvasinājuši plašu vienādojumu kopumu, kas ļoti liek domāt, ka informācija turpina pastāvēt - iesieta milzu virknē, kas aizpilda melnu caurumu no tā serdes līdz virsmai.
Atklājums liek domāt, ka melnie caurumi nav gludas un nefunkcionējošas entītijas, kā zinātnieki jau sen domājuši.
Tā vietā tās ir stīgas? Fuzzballs.?
Ohaio štata fizikas profesors Matjūram ir aizdomas, ka Hokings un Torns nav īpaši pārsteigti par pētījuma iznākumu, kas parādās žurnāla Nuclear Physics B 1. marta numurā.
Viņu likmē Kembridžas universitātes matemātikas profesors Hokings un Kaltehas teorētiskās fizikas profesors Torns derēja, ka informācija, kas nonāk melnajā caurumā, tiek iznīcināta, bet Preskils - arī Kaltehas teorētiskās fizikas profesors - ņēma pretējs viedoklis. Likmes bija enciklopēdiju komplekts.
? Es domāju, ka lielākā daļa cilvēku atteicās no idejas, ka informācija tiek iznīcināta, kad stīgu teorijas ideja kļuva nozīmīga 1995. gadā ,? Mathur teica. "Tas ir tikai tas, ka neviens nav spējis pierādīt, ka informācija ir saglabājusies līdz šim."
Klasiskajā modelī, kā veidojas melnie caurumi, supermasīvs objekts, piemēram, milzu zvaigzne, sabrūk, veidojot ļoti mazu bezgalīga gravitācijas punktu, ko sauc par singularitāti. Īpašs kosmosa reģions ieskauj singularitāti, un jebkurš objekts, kas šķērso reģiona robežu, kas pazīstams kā notikumu horizonts, tiek ievilkts melnajā caurumā, lai nekad neatgrieztos.
Teorētiski pat no gaismas nevar izkļūt no melnā cauruma.
Notikuma horizonta diametrs ir atkarīgs no objekta masas, kas to veidoja. Piemēram, ja saule sabruktu kā savdabība, tās notikumu horizonts būtu aptuveni 3 kilometru (1,9 jūdzes) pāri. Ja Zeme sekotu piemēram, tās notikumu horizonts būtu tikai 1 centimetrs (0,4 collas).
Par to, kas atrodas reģionā starp singularitāti un tā notikumu horizontu, fiziķi vienmēr burtiski ir sastādījuši tukšu. Neatkarīgi no tā, kāda veida materiāls veidoja singularitāti, zonai notikuma horizonta iekšpusē vajadzēja būt bez struktūras vai izmērāmām īpašībām.
Un tajā slēpjas problēma.
? Klasiskās teorijas problēma ir tā, ka jūs varētu izmantot jebkuru daļiņu kombināciju, lai izveidotu melno caurumu - protonus, elektronus, zvaigznes, planētas, neatkarīgi no tā - un tas neko nemainītu. Jābūt miljardiem veidu, kā izveidot melno caurumu, tomēr ar klasisko modeli sistēmas galīgais stāvoklis vienmēr ir vienāds ,? Mathur teica.
Viņš skaidroja, ka šāda veida vienveidība pārkāpj atgriezeniskuma kvantu mehāniskos likumus. Fizikiem jāspēj izsekot jebkura procesa galaproduktam, ieskaitot procesu, kas veido melno caurumu, atpakaļ pie apstākļiem, kas to radīja.
Ja visi melnie caurumi ir vienādi, tad nevienu melno caurumu nevar izsekot līdz tā unikālajam sākumam, un visa informācija par daļiņām, kas to izveidoja, tiek zaudēta uz visiem laikiem, kad caurums veidojas.
? Tagad neviens tam īsti netic, bet arī klasiskajā argumentācijā neviens nekad nevarēja atrast kaut ko nepareizu ,? Mathur teica. Tagad mēs varam ierosināt to, kas nogāja greizi.
Stīgu teorētiķi 2000. gadā nosauca informācijas paradoksa numuru astoņpadsmit to fizikālo problēmu desmit sarakstā, kuras jāatrisina nākamajā tūkstošgadē. Šajā sarakstā bija tādi jautājumi kā: - kāds ir protona darbības laiks? un kā kvantu gravitācija var palīdzēt izskaidrot Visuma izcelsmi?
Mathurs sāka strādāt pie informācijas paradoksa, kad viņš bija Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta docents, un viņš uzbruka šai problēmai pilnu laiku pēc iestāšanās Ohaio štata fakultātē 2000. gadā.
Ar postdoktorantūras pētnieku Oļegu Luninu Matīss aprēķināja objektu struktūru, kas atrodas starp vienkāršiem stīgu stāvokļiem un lieliem klasiskiem melnajiem caurumiem. Tā vietā, lai tie būtu mazi priekšmeti, tie izrādījās lieli. Nesen viņš un divi doktoranti - Ešiša Saksēna un Jogešs Srivastava - secināja, ka tas pats attēls ir fuzzball? turpināja būt taisnība par objektiem, kas vairāk atgādina klasisko melno caurumu. Šie jaunie rezultāti parādās kodolfizikā B.
Saskaņā ar stīgu teoriju, visas Visuma pamatdaļiņas - protoni, neitroni un elektroni - ir izgatavotas no dažādām virkņu kombinācijām. Bet tik mazs, cik stīgas ir, Mathur uzskata, ka tie var veidot lielus melnus caurumus caur fenomenu, ko sauc par frakcionētu spriedzi.
Viņš sacīja, ka stīgas ir izstiepjamas, taču katrai no tām ir noteikta spriedze, tāpat kā ģitāras stīgām. Ar frakcionētu spriegojumu spriegums samazinās, jo virkne kļūst garāka.
Tāpat kā garo ģitāras stīgu ir vieglāk noķert nekā īsu ģitāras stīgu, arī garu virkni kvantu mehānisko stīgu, kas savienoti kopā, ir vieglāk stiept nekā vienu stīgu, sacīja Mathurs.
Tātad, kad savienojas ļoti daudz stīgu, kā tas būtu, lai veidotu daudzās daļiņas, kas vajadzīgas ļoti masīvam priekšmetam, piemēram, melnajam caurumam, apvienotā stīgu bumba ir ļoti stiepta un izplešas līdz platam diametram.
Kad Ohaio štata fiziķi atvasināja formulu izplūdušā melnā cauruma diametram, kas izgatavots no stīgām, viņi atklāja, ka tas sakrīt ar melnā cauruma notikuma horizonta diametru, ko ieteica klasiskais modelis.
Tā kā Matūra minējumi liek domāt, ka stīgas turpina pastāvēt melnā cauruma iekšpusē, un stīgu raksturs ir atkarīgs no daļiņām, kuras veidoja sākotnējo izejmateriālu, tad katrs melnais caurums ir tikpat unikāls kā zvaigznes, planētas vai galaktika kas to veidoja. Arī jebkura nākamā materiāla, kas nonāk melnajā caurumā, stīgas paliek izsekojamas.
Tas nozīmē, ka melno caurumu var izsekot tā sākotnējiem apstākļiem, un informācija saglabājas.
Šo pētījumu daļēji atbalstīja ASV Enerģētikas departaments.
Oriģinālais avots: Ohaio štata universitātes paziņojums presei
