Stīvens Hokings nomira šodien (14. martā), atstājot aiz sevis milzīgu mantojumu kā astrofiziķis, zinātnes komunikators, aktīvists un popkultūras apbrīnas figūra. Un viņa nāves dienā uz jautājumu, ko viņš izvirzīja un strādāja līdz pēdējiem dzīves gadiem, paliek neatbildēts: vai tiešām informāciju var zaudēt Visumam?
Hokinga slavenākais raksts “Melno caurumu eksplozijas?”, Kas publicēts pirms 44 gadiem, 1974. gadā, paņēma lūku visam melno caurumu jēdzienam, jo fiziķi tos iepriekš bija sapratuši. Un tas bija Hokinga pirmais dauzījums šajā pamatjautājumā.
"Klasiski melnajam caurumam vajadzētu būt“ pilnīgi aukstam ”tādā nozīmē, ka tas absorbē visu, bet neko neizstaro. Tā tas tika saprasts 70. gadu sākumā,” e-pastā rakstīja Roberts Maknejs, Čikāgas Lojolas universitātes fiziķis. .
Tāds melnais caurums neizstaro enerģiju, un no tā nevarēja izbēgt neviena lieta. Tas vienkārši… pastāvētu, auksts, kluss un mūžīgs. Hokinga papīrs melnos caurumus padarīja dzīvus - un, iespējams, arī mirstīgus.
"Kad Stefans apsvēra kvantu mehāniskos efektus 70. gadu vidū, viņš atklāja, ka melnajiem caurumiem principā vajadzētu izstarot tā, it kā tie būtu termiski priekšmeti ar temperatūru," Makneiss stāstīja Live Science. "Ja viņi izstaro enerģiju, tad to masa samazināsies. Un viņš atklāja, ka, tā notiek, sarūkot, viņu temperatūra paaugstinās un tie izstaro vēl ātrāk."
Galu galā, iespējams, melnais caurums pilnībā izzudīs vai saruks līdz mazam nūbīnam. Pilnībā nesaskaņojot relativitāti un kvantu mehāniku robustajā "kvantu gravitācijas" teorijā (to, ko fiziķi sauc par "visa teoriju"), šīs melnā cauruma iztvaikošanas pēdējais posms paliek noslēpums.
"Problēma ir tā, ka, pēc viņa aprēķiniem, starojums ir pilnīgi termisks. Tas neuztur nekādu informāciju par tā materiāla stāvokli, kas veidoja melno caurumu, un tas pārkāptu pamatnoteikumus kvantu mehānikā," rakstīja Maknejs .
Kvantu fizika prasa, lai katras daļiņas visai nākotnei un pagātnei principā būtu iespējams izdomāt un sasaistīt virkni virkņu, cēloņsakarību, varbūtības notikumu. Bet, ja melnais caurums neatgriezeniski izdzēš nediferencētu daļiņu zupu ar informāciju - viņu vēsturi -, šī prasība ir pamatīgi pārkāpta.
"“ melnā cauruma informācijas paradokss ”un mēģinājumi to atrisināt ir virzījuši lielu daļu darba kvantu gravitācijā kopš tā sākotnējā artikulēšanas," rakstīja Makneesi.
Hokings līdz 1974. gadam jau bija izcils fiziķis. Un daudzas īsas biogrāfijas norāda, ka pēc viņa 1988. gada populārzinātniskās grāmatas “Īsa laika vēsture” publicēšanas aiz viņa bija vissvarīgākais zinātniskais darbs. Bet Hokings turpināja ražot nozīmīgus un pretrunīgi vērtētus zinātniskos darbus līdz pat šai desmitgadei, ķeras pie paradoksa, kuru viņš ieviesa gadu desmitiem iepriekš.
Visdramatiskākais vēlu karjeru raksturojošais raksts, kurā Hawking rakstīja, ieteica melnos caurumus, jo, kā jau klasiski saprot, tos nemaz nepastāv.
2014. gadā publicētajā žurnālā "Informācijas saglabāšana un laika prognoze melnajiem caurumiem" viņš ierosināja, ka "notikumu horizonts" ap melnajiem caurumiem, punkts, aiz kura pat gaisma nevarēja izkļūt, patiesībā neeksistē. Tā vietā, viņš rakstīja, vienkārši ir iesprostotās gaismas “redzamais” horizonts, kas varētu izgaist un ļaut gaismai izkļūt.
"Notikumu horizontu neesamība nozīmē, ka nav melno caurumu - to režīmu izpratnē, no kuriem gaisma nevar izkļūt līdz bezgalībai," rakstīja Hokings.
Viņš arī ierosināja dažas būtiskas konceptuālas problēmas ar vairākām funkcijām, kuras fiziķi bija attiecinājuši uz melnajiem caurumiem, piemēram, "ugunsmūrus" ap savām robežām, kas iznīcina novērotājus, kuri mēģina iekļūt.
Tas nebija Hokinga pēdējais vārds zinātnē. Nesen, 2016. gadā, Hokings publicēja Kembridžas universitātes fiziķa Malkolma Perija un Hārvarda universitātes fiziķa Endrjū Štringera darbu ar nosaukumu “Mīksti mati uz melniem caurumiem”.
Pētnieku grupa iebilda, ka melnos caurumus ieskauj "mīkstas" vai nulles enerģijas daļiņas, kuras viņi sauc par matiem. Viņi rakstīja, ka šie mati saglabā zaudēto informāciju par melnajiem caurumiem izdalītajām daļiņām "hologrāfiskajās plāksnēs" ārpus melno caurumu robežas reģioniem. Tātad, kaut arī informācija tiek pārvietota, tā nekad netiek patiesi zaudēta.
"Pilnīgs hologrāfiskās plāksnes apraksts un informācijas paradoksa izšķirtspēja joprojām ir atklāts izaicinājums, kam mēs esam iesnieguši jaunus un konkrētus rīkus, kas jārisina," viņi rakstīja.
Pat tuvu savas dzīves beigām Hokings ļoti palika strādājošs zinātnieks, iepazīstinot ar idejām, kas attīstīja viņa jomu, un idejām, kuras viņa kolēģi noraidīja.
"Man ir iespaids, ka 2014. gada dokuments nav plaši pieņemts. No otras puses, 2016. gada darbs, kas ir darbs ar Periju un Štringeri, ir virziens, pie kura cilvēki joprojām aktīvi strādā," rakstīja Makneiss.
"Melnā cauruma informācijas paradokss ir bijis viens no noteicošajiem jautājumiem cilvēkiem, kuri strādā pie kvantu gravitācijas. Un, tā kā tas paliek neatbildēts, es domāju, ka tas joprojām ir visinteresantākais jautājums, kas izvirzīts."
