Волосатые чёрные дыры: учёные показали, как извлечь информацию из чёрной дыры

Профессор физики Дежан Стойкович и кандидат Аншул Саини из университета штата Нью-Йорк в Буффало опубликовали работу, в которой описано решение проблемы «исчезновения информации» в чёрной дыре. Учёные утверждают, что им удалось доказать – информация не исчезает, и может быть получена из частиц излучения чёрной дыры.

Чёрные дыры – уникальные космические объекты. Концепция небесного тела такой чудовищной массы, которая удерживает даже свет, была выдвинута Джоном Митчеллом ещё в конце 18 века. Математически их существование было предсказано ещё 100 лет назад в рамках развития Общей теории относительности, но поначалу их воспринимали лишь как математический курьёз. Серьёзно предсказанием их свойств как реально существующих объектов стали заниматься только во второй половине 20-го века. Сейчас они считаются рядовым явлением. Массивная звезда, истратив всю энергию, коллапсирует внутрь, в результате чего возникает чёрная дыра. Также эти объекты можно встретить в центре практически любой галактики.

У теоретиков получается, что любая чёрная дыра характеризуется всего тремя параметрами – массой, моментом импульса и электрическим зарядом. Из этого следует, что две чёрных дыры с одинаковыми параметрами неотличимы друг от друга. А также нельзя сказать, из чего она «была сделана» – информация о любом объекте, попавшем в чёрную дыру, исчезает, и не оставляет следа. Эту особенность один из теоретиков охарактеризовал как "у чёрной дыры нет волос".

Известный учёный Стивен Хокинг провёл множество теоретических исследований, связанных с чёрными дырами. В частности, он доказал, что чёрные дыры могут испаряться. На первый взгляд кажется, что раз тяготения чёрной дыры не может избежать даже свет, она может только расти. Однако Хокинг показал, что поскольку в вакууме на границе дыры постоянно рождаются частицы и античастицы, одна частица из пары может упасть за горизонт дыры, а вторая – убежать от неё. С точки зрения внешнего наблюдателя это будет выглядеть, как испарение.

Теоретически дыра может испариться целиком – но тогда получается, что вся информация о материи, попавшей в неё ранее, бесследно исчезает. А это противоречит основным положениям квантовой механики (унитарности операций), которые утверждают, что такая информация должна быть в принципе восстановима. Поэтому решение проблемы сохранения информации является необходимостью с точки зрения построения последовательной и внутренне непротиворечивой квантовой теории гравитации. Над этой теорией физики бьются уже почти 40 лет – она должна помочь объединить все фундаментальные взаимодействия в природе, в результате чего должна появится «теория всего».

Пока эта теория теоретикам недоступна, но исследователи из университета в Буффало описывают, каким образом взаимодействие частиц, «испущенных» чёрной дырой, может дать информацию о веществе, попавшем в чёрную дыру.

Автор: SLY_G

Источник