Červí diery môžu pomôcť vyriešiť neslávne známy paradox čiernych dier, hovorí zábavný nový článok

Čo sa stane s informáciami, keď čierna diera prekročí horizont udalostí? Objavili sa návrhy, že geometria červej diery by nám mohla pomôcť vyriešiť tento impozantný problém – ale matematika bola prinajmenšom ťažká.

V novom článku medzinárodný tím fyzikov našiel riešenie, ako lepšie pochopiť, ako môže kolabujúca čierna diera prežiť porušovanie základných zákonov kvantovej fyziky (viac o tom trochu).

Hoci je práca vysoko teoretická, ukazuje, že sú niektoré veci, ktoré nám v snahe vyriešiť chýbajú všeobecná relativita s kvantovou mechanikou.

„Objavili sme novú geometriu časopriestoru so štruktúrou podobnou červej diere, ktorá bola pri konvenčných výpočtoch prehliadaná,“ Hovorí fyzik Kanato Goto Cornell University v Japonsku a Riken K.

„Entropia vypočítaná pomocou tejto novej geometrie dáva úplne iné výsledky.“

Informačný paradox čiernej diery je jedným z nevyriešených napätí medzi Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity a kvantovou mechanikou.

Podľa všeobecnej teórie relativity je horizont udalostí čiernej diery bodom, odkiaľ niet návratu. Všetko, čo presahuje tento kritický bod, strnulo vkĺzne do gravitačnej studne čiernej diery a akýkoľvek pohyb vo vesmíre, dokonca ani rýchlosť svetla vo vákuu, nestačí na únikovú rýchlosť. Preč, to je všetko. Kaput. nenahraditeľný.

prišiel znova Stephen Hawking v sedemdesiatych rokoch, čo naznačuje, že keď sa vezme do úvahy kvantová mechanika, čierne diery Koniec koncov, žiarenie môže byť emitované.

To je podľa teórie výsledkom interferencie s vlnovitými vlastnosťami častíc obklopujúcich čiernu dieru, čo spôsobuje, že efektívne „žiaria“ s teplotou, ktorá sa zvyšuje, keď sa čierna diera zmenšuje.

Koniec koncov, tento jas by mal znížiť čiernu dieru na nič.

„Nazýva sa to vyparovanie čiernej diery, pretože čierna diera sa zmenšuje, rovnako ako kvapka vyparenej vody,“ goto vysvetľuje,

Keďže sa „žiara“, ktorá ako prvá vošla do čiernej diery, nezdá, že by tam bola, zdá sa, že čokoľvek vniklo do vyparenej čiernej diery, je navždy preč. Podľa kvantovej mechaniky však informácie z vesmíru jednoducho zmiznúť nemôžu. Mnoho fyzikov skúmalo možnosť, že nejakým spôsobom sú tieto informácie zakódované Hawkingovo žiarenie,

Goto a jeho tím chceli túto myšlienku preskúmať matematicky výpočtom entropia Hawkingovo žiarenie okolo čiernej diery. Je to miera poruchy v systéme a môže sa použiť na diagnostiku straty informácií v Hawkingovom žiarení.

podľa a papier z roku 1993 Podľa fyzika Dona Pagea, ak je porucha obrátená a entropia klesne na nulu, keď čierna diera zmizne, potom by sa malo vyhnúť paradoxu chýbajúcich informácií. Bohužiaľ, v kvantovej mechanike neexistuje nič, čo by umožnilo tento zvrat.

Vstúpte do červej diery alebo aspoň do matematickej repliky pod veľmi špecifickým modelom vesmíru. Je to spojenie medzi dvoma oblasťami zakriveného listu časopriestoru, ako most cez kráter.

Keď o tom uvažujeme týmto spôsobom s čiernymi dierami, získame iný spôsob výpočtu entropie Hawkingovho žiarenia, hovorí Goto.

„Červí diera je ako most spájajúci vnútro čiernej diery a vonkajšie žiarenie,“ vysvetľuje,

Keď tím vykonal výpočty pomocou modelu červej diery, ich výsledky sa zhodovali s krivkou entropie stránky. To naznačuje, že informácie skryté za horizontom udalostí čiernej diery nemožno navždy stratiť.

Ale, samozrejme, stále zostáva niekoľko otázok. Kým tieto nebudú zodpovedané, nemôžeme považovať za definitívne vyriešenie informačného paradoxu čiernej diery.

„Stále nepoznáme základný mechanizmus, ako informácie prenáša žiarenie,“ goto hovorí, „Potrebujeme teóriu kvantovej gravitácie.“

výskum bol publikovaný v Journal of High Energy Physics,