Вчені заявили, що їм вдалося вирішити один із найбільших парадоксів у науці. Вперше він був озвучений професором Стівеном Хокінгом і стосувався чорних дір. На думку вченого, поведінка чорних дір суперечить двом фундаментальним теоріям. Нове дослідження стверджує, що вирішило цей парадокс. Згідно з новим відкриттям, чорні діри мають властивість, відому як «квантове волосся».
Чорні діри — це мертві зорі, які стиснулись і мають сильну гравітацію, що навіть світло не може вирватися з них. У першій статті, опублікованій у журналі Physical Review Letters, дослідники показали, що чорні діри складніші, ніж передбачалося спочатку. Вони мають гравітаційні поля, що містять інформацію про те, як вони утворилися. Дослідники показали, що речовина, що падає у чорну діру, залишає слід у її гравітаційному полі — відбиток, який називають «квантовим волоссям».
Парадокс Стівена Гокінга
Парадокс Гокінга пояснюється так: згідно з правилами квантової фізики, інформація зберігається і не може бути знищена. Це кидає виклик закону Гокінга. Бо як тільки об’єкт потрапляє у чорну діру, він зникає назавжди — разом із будь-якою закодованою в ньому інформацією. Це явище несумісне із загальними принципами квантової механіки, що є серйозною проблемою. Гокінг визначив цей парадокс і впродовж десятиліть продовжував збивати вчених з пантелику.
Професор Ксав’єр Кальметт з Університету Сассекса, який керував роботою, пояснив, що після десятирічної праці над математикою, що лежить в основі проблеми, його команда за останній рік досягла швидкого прогресу. Це вселило в них упевненість, й проблема, нарешті, була вирішена.
Варіанти вирішення
Було запропоновано багато рішень. Наприклад, «теорія брандмауера», згідно з якою інформація мала «згоріти» перед потраплянням у чорну діру. Відповідно до «теорії пухнастих куль», чорні діри мають розмиті межі та різні відгалуження струн. Але більшість цих теорій вимагала переписування законів квантової механіки чи теорії гравітації Ейнштейна — двох стовпів сучасної фізики.
Нова теорія «квантової поезії» претендує на вирішення парадоксу, долаючи розрив між загальною теорією відносності та квантовою механікою, використовуючи нову математичну формулу. Назва є натяком на думку, засновану на класичній фізиці, що чорні діри можна вважати напрочуд простими об’єктами, що визначаються лише їхньою масою та швидкістю обертання. Пророцтво про «безликі лисі чорні діри» з 1970-х років називають «теоремою про відсутність волосся».
«Волохаті» чорні діри
Кальметт та його співробітники вважають, що чорна дірка складніша — або «волохата». Вони припускають, що коли матерія колапсує у чорну діру, вона залишає слабкий відбиток у її гравітаційному полі. Цей відбиток називається «квантовим волоссям». Автори кажуть, що він забезпечить механізм збереження інформації під час колапсу чорної діри. Згідно з цією теорією, дві чорні діри з однаковими масами та радіусами, але з різною внутрішньою конфігурацією, матимуть дуже тонкі відмінності у своїх гравітаційних полях.
Наразі немає очевидного способу перевірити теорію астрономічними спостереженнями. Все тому, що гравітаційні флуктуації дуже малі, щоб їх можна було виміряти. Але теорія, швидше за все, зазнає ретельного аналізу з боку наукової спільноти.
Якщо «теорема про квантове волосся» чорних дір витримає перевірку, це може стати першим кроком у поєднанні загальної теорії відносності Ейнштейна з квантовою механікою. Це є ще однією невирішеною проблемою фізики.
Нагадаємо, що раніше в Чумацькому Шляху була знайдена мандрівна чорна діра.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
