Една от най-големите загадки във Вселената се крие в това, че не знаем какво се случва с информацията, когато нещо пресече хоризонта на събитията на черните дупки.
Ново проучване предоставя интересен подход, който може да представлява отправна точка в този път, който може да доведе до теория, която комбинира концепциите на Айнщайн с тези, свързани с квантовата механика.
Изследването е публикувано в Journal of High Energy Physics.
Теориите на Айнщайн и лъчението на Хокинг
Според теориите на Айнщайн всеки обект, който влезе в черна дупка, никога няма да може да я напусне, а с него и цялата информация за него. Стивън Хокинг отчасти се "противопоставя" на това мнение. Британският учен през 70-те години всъщност предложи интересна теория, която предсказва, че черните дупки могат да се „изпарят“ значително, подобно на изпаряваща се водна капка, чрез загуба на материя, макар и много бавно.
Това обаче води до парадокс, информационния парадокс. В крайна сметка черната дупка ще се изпари напълно - както и всякаква информация за нейното погълнато съдържание. Но това противоречи на основното твърдение на квантовата физика - информацията не може да изчезне от Вселената. Това предполага, че Общата теория на относителността и квантовата механика, каквито са в момента, са несъвместими една с друга, а трябва да се намери единна рамка за квантовата гравитация.
Може ли нещо наистина да се върне от черна дупка?
Според ново изявление, публикувано на сайта RIKEN, екип от изследователи е извършил интересно ново проучване, което би могло да бъде важна стъпка към общо обяснение на това какво наистина се случва с материята, когато колапсира в черна дупка или може да бъде полезно да разберем дали наистина има възможност нещо да се върне.
Нов тип геометрия на пространството и времето
„Открихме нова геометрия на пространство-времето със структура, подобна на червейна дупка, която беше пренебрегната при конвенционалните изчисления“, разказва Канато Гото (Kanato Goto), физик от японския институт RIKEN и университета Корнел, интердисциплинарен теоретик и математик.
"Ентропията, изчислена с помощта на тази нова геометрия, дава напълно различен резултат."
Червееви дупки или "пространствено-времеви дупки", са теоретични конструкции. Тяхната структура може да се опише като тунел, свързващ две различни точки в пространство-времето.
Кредит: Wikimedia Commons
Теориите на Дон Пейдж
Според Канато Гото Общата теория на относителността и квантовата механика не биха могли да бъдат толкова несъвместими при сегашното състояние на познанието. Всичкото ще се основава на ентропията.
Според физика Дон Пейдж, който формулира теорията си в началото на 90-те години, в действителност, когато нещо попадне в черната дупка, информацията не се губи напълно, защото нивото на ентропия се увеличава. Тогава същото ниво на ентропия се нулира, когато черната дупка се изпари напълно. Съществува обаче проблем: ентропията на черните дупки, тъй като те се свиват поради изпарението на Хокинг, изглежда нараства, което предполага, че информацията се губи напълно.
Според Дон Пейдж, ако неподредеността се обърне и ентропията падне до нула, когато черната дупка изчезне, парадоксът с липсващата информация трябва да бъде избегнат. За съжаление, в квантовата механика няма нищо, което би позволило това обръщане да се случи.
Има ли червейна дупка вътре в черните дупки?
През последните години много физици смятат, че черните дупки могат в известен смисъл да имитират червейните дупки: информацията няма да бъде загубена, а ще „избяга“ през тази странна пространствено-времева структура. Според Гото пространствено-времевият тунел би могъл да свърже вътрешността на черната дупка и изхода ("бялата дупка") отвън като един вид мост.
Като се вземе предвид това и изчисленията, които самият Гото и колегите му са направили, теориите на Пейдж може да са верни: информацията може по някакъв начин да се запази, някак си да изтече направо през червейната дупка, след пълното ѝ изпаряване и следователно да изчезне черната дупка.
Нова геометрия, която обяснява ентропията на черните дупки
Тази подобна на дупка структура не беше взета предвид при предишните изчисления, според Гото: „Ентропията, изчислена с помощта на тази нова геометрия, дава съвсем различен резултат“.
Тази концепция обаче не премахва напълно необходимостта от подход, който може да бъде точката, където се срещат теориите на Айнщайн и квантовата механика. По принцип все още има нужда от теория на квантовата гравитация.
Справка: Goto, K., Hartman, T. & Tajdini, A. Replica wormholes for an evaporating 2D black hole. J. High Energ. Phys. 2021, 289 (2021). https://doi.org/10.1007/JHEP04(2021)289
Източник: Wormholes Could Help Solve an Infamous Black Hole Paradox, Says Fun New Paper
MICHELLE STARR, Science Аlert
Още по темата
Физика
Червеевите дупки могат да са стабилни преки пътища през пространство-времето според нова теория
Космос
Червейните дупки ще излъчват странни гравитационни вълни
Физика
Ето как можем да намерим червейна дупка, ако съществува (видео)
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари