Стивен Хокинг на пресс-конференции 2010 года в Пасадене (штат Калифорния)
Коллеги опубликовали последнюю статью Стивена Хокинга. Это третья работа в серии статей, посвященных концепции Хокинга о парадоксе информации черной дыры. Вот как это выглядит. Черные дыры – крайне плотные временные пространства, способные сформироваться при столкновении звезд или разрушении гигантов.
Классическая физика предполагает, что ничто не может сбежать из черной дыры, даже свет. Но в 1970-х гг. Хокинг предположил, что черные дыры способны обладать температурой и медленно просачиваться в квантовых частицах. Эффект назвали «излучением Хокинга» и он означает, что в итоге черная дыра может испариться, оставив после себя вакуум, который будет выглядеть одинаково для каждой испаренной черной дыры, независимо от материала, которым она успела пообедать в течение жизни.
Эта идея создала проблему: в течение существования черная дыра поглотила много информации в виде небесных объектов. Куда же она делась? Законы физики говорят, что никакая информация не может быть утеряна: если она существовала в прошлом, то ее можно восстановить. Следовательно, сталкиваемся с парадоксом.
В 2016 году Хокинг и его команда предположили, что черные дыры способны располагать «мягкими волосами», состоящими из фотонов (легкие частицы) или гравитонов (гипотетические частицы тяжести), которые сохраняют как минимум части информации. Они окружают горизонт событий черной дыры – граница, из которой даже свет не сумеет выбраться.
В новой статье Хокинг и его команда нашли механизм, опирающийся на пока недоказанное предположение – подсчет количества информации, которую могут переносить «мягкие волосы». Формула известна как «уравнение Хокинга» и описывает процесс высвобождения черными дырами излучения Хокинга.
Когда черная дыра проглатывает объект, ее температура должна измениться. А значит, ее энтропия (беспорядок частиц) также должна измениться (более высокие температуры означают, что частички двигаются быстрее с большим беспорядком). Выходит, Хокинг с коллегами показал, что «мягкие волосы» способны регистрировать энтропию черной дыры. Пока неизвестно, как они могут хранить информацию и хранят весь объем или лишь часть. Ученые продолжат разбираться в этом вопросе.