Ученые заявили, что им удалось решить один из самых больших парадоксов в науке. Впервые он был озвучен профессором Стивеном Хокингом и касался черных дыр. По мнению ученого, поведение черных дыр противоречит двум фундаментальным теориям. Новое исследование утверждает, что разрешило этот парадокс, показав, что черные дыры обладают свойством, известным как «квантовый волос».
Черные дыры — это мертвые звезды, которые схлопнулись и обладают настолько сильной гравитацией, что даже свет не может вырваться из них. В первой статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи показали, что черные дыры более сложны, чем предполагалось изначально. У них есть гравитационные поля, содержащие информацию о том, как они образовались. Исследователи показали, что вещество, схлопывающееся в черную дыру, оставляет след в ее гравитационном поле — отпечаток, называемый «квантовым волосом».
Парадокс Стивена Хокинга
Парадокс Хокинга объясняется следующим образом: согласно правилам квантовой физики, информация сохраняется и не может быть уничтожена. Это бросает вызов закону Хокинга. Потому что, как только объект попадает в черную дыру, он исчезает навсегда — вместе с любой закодированной в нем информацией. Это явление несовместимо с общими принципами квантовой механики, что представляет собой серьезнейшую проблему. Хокинг определил этот парадокс, и на протяжении десятилетий продолжал сбивать ученых с толку.
Профессор Ксавьер Кальметт из Университета Сассекса, руководивший работой, объяснил, что после десятилетнего труда над математикой, лежащей в основе проблемы, его команда за последний год добилась быстрого прогресса. Это вселило в них уверенность и, наконец, проблема была решена.
Варианты решения
Было предложено множество решений. Например, «теория брандмауэра», согласно которой информация должна была «сгореть» перед попаданием в черную дыру. Согласно «теории пушистых шаров», черные дыры имеют размытые границы и различные ответвления струн. Но большинство этих предложений требовало переписывания законов квантовой механики или теории гравитации Эйнштейна — двух столпов современной физики.
Новая теория «квантовой поэзии» претендует на разрешение парадокса, преодолевая разрыв между общей теорией относительности и квантовой механикой, используя новую математическую формулу. Название является намеком на мнение, основанное на классической физике, что черные дыры можно считать удивительно простыми объектами, определяемыми только их массой и скоростью вращения. Предсказание о «безликих лысых черных дырах» с 1970-х годов называют «теоремой об отсутствии волос».
«Волосатые» черные дыры
Кальметт и его сотрудники считают, что черная дыра более сложна. Они предполагают, что когда материя коллапсирует в черную дыру, она оставляет слабый отпечаток в ее гравитационном поле. Этот отпечаток называется «квантовым волосом». Авторы говорят, что он обеспечит механизм сохранения информации во время коллапса черной дыры. Согласно этой теории, две черные дыры с одинаковыми массами и радиусами, но с разной внутренней конфигурацией, будут иметь очень тонкие различия в своих гравитационных полях.
На данный момент не существует очевидного способа проверить теорию астрономическими наблюдениями. Все потому, что гравитационные флуктуации слишком малы, чтобы их можно было измерить. Но теория, скорее всего, подвергнется тщательному анализу со стороны научного сообщества.
Если «теорема о квантовых волосах» черных дыр выдержит проверку, это может стать первым шагом в объединении общей теории относительности Эйнштейна с квантовой механикой. Это является еще одной нерешенной проблемой физики.
Напомним, что ранее во Млечном Пути найдена блуждающая черная дыра.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
