Mesec dni po tem, ko sta Stephen Hawking in njegovi sodelavci objavila dokument o črnih luknjah, se fiziki še vedno borijo, da bi prišli do konsenza. Nekateri njegovo zadnje delo pozdravljajo kot svež način reševanja uganke s črno luknjo; drugi niso prepričani o njeni avtoriteti. Prvi podpirajo trditev predtiska, da ponuja obetaven način za reševanje skrivnosti tako imenovanega paradoksa informacijske črne luknje, ki ga je Hawking sklenil pred več kot 40 leti.
"Mislim, da je vsesplošno navdušenje, da bomo na znane stvari gledali na drugačen način, da bomo prekinili zastoj," pravi Andrew Strominger, fizik z univerze Harvard v Cambridgeu, soavtor enega najnovejših del. Strominger je rezultate svojega dela predstavil 18. januarja 2016 na univerzi v Cambridgeu, kjer ima sedež Hawking.
Mnogi niso prepričani, da ta pristop lahko reši paradoks, čeprav priznavajo, da osvetljuje različne težave v fiziki. Sredi 70-ih je Hawking odkril, da črne luknje niso povsem črne, vendar oddajajo malo sevanja. Po kvantni fiziki naj bi iz kvantnih nihanj tik za horizontom dogodkov - točke vračanja črne luknje - nastali pari delcev. Nekateri od teh delcev zapustijo težo črne luknje, vendar odnesejo nekaj njene mase, zaradi česar se črna luknja počasi krči in sčasoma izgine.
V članku, objavljenem leta 1976, je Hawking nakazal, da bodo uhajali delci - danes znani kot Hawkingova sevanja - imeli povsem naključne lastnosti. Ko bo črna luknja izginila, bodo vesolje izgubljene informacije, shranjene v njej. Toda ta rezultat se ne ujema z zakoni fizike, po katerih se ohranjajo informacije, podobno kot energija, kar povzroča paradoks. "To delo je za teoretične fizike povzročilo več neprespanih noči kot katero koli drugo delo v zgodovini," se je spomnil Strominger.
Napaka je, je pojasnil, prezreti potencial praznega prostora za prenašanje informacij. V svojem delu se skupaj s Hawkingom in tretjim soavtorjem Malcolmom Perryjem, tudi z univerze v Cambridgeu, obrača na mehke delce. To so nizkoenergijske različice fotonov, hipotetični delci, znani kot gravitoni, in drugi delci. Do nedavnega so jih uporabljali predvsem za izračune v fiziki delcev. Toda avtorji ugotavljajo, da v vakuumu, v katerem se nahaja črna luknja, ni treba odvzeti delcev - samo energije - in zato so lahko v njej mehki delci v ničelnem energijskem stanju.
Vse, kar pade v črno luknjo, nadaljujejo, na teh delcih pušča odtis - odtis. "Če ste v vakuumu in vdihnete - predpostavimo, da vdihnete veliko mehkih gravitonov," pravi Strominger. Po tej motnji se vakuum okoli črne luknje spremeni, informacije pa se na koncu shranijo.
V prispevku je predlagan mehanizem za prenos teh informacij v črno luknjo - ki teoretično razreši paradoks. Da bi to naredili, so avtorji izračunali, kako dekodirati podatke v kvantnem opisu obzorja dogodkov, imenovanem "lasje črne luknje".
Promocijski video:
Tricky prehod
Kljub temu delo še zdaleč ni končano. Abhay Ashtekara, ki študira gravitacijo na Univerzi v Pensilvaniji v Univerzitetnem parku, pravi, da se mu zdi avtorjeva metoda prenosa informacij v črno luknjo ("mehki lasje") neprepričljiva. In avtorji priznavajo, da še ne vedo, kako bi lahko te podatke pozneje prenesli s Hawkingovim sevanjem, in to je nujen naslednji korak.
Stephen Avery, teoretični fizik z univerze Brown v Providenceu na Rhode Islandu, je skeptičen glede možnosti, da bi ta pristop razrešil paradoks, a vsekakor verjame, da bo razširil pomen mehkih delcev. Opaža, da je Strominger odkril, da mehki delci razkrivajo subtilne simetrije znanih sil narave, "nekatere so nam znane, nekatere pa nove."
Drugi fiziki so bolj optimistični glede možnosti te metode pri reševanju informacijskega paradoksa. Sabine Hossenfelder z inštituta za napredne študije v Nemčiji pravi, da bi lahko rezultati "mehkih las" skupaj z lastnimi raziskavami razrešili polemike glede črnih lukenj, kot je težava z požarnim zidom. Vidite, postavlja se vprašanje, ali lahko obzorje dogodkov postane izjemno vroče zaradi Hawkingovega sevanja. To nasprotuje splošni relativnosti Einsteina, po kateri opazovalec, ki pade skozi obzorje, ne bi opazil nenadnih sprememb v okolju.
"Če ima vakuum različna stanja," pravi Hossenfelder, "potem lahko podatke prenašate v sevanje, ne da bi na obzorje dajali nobeno energijo. Zato požarnega zidu ne bo."