Stephen Hawking opublikował nowy artykuł na temat teorii czarnych dziur, w którym on i jego koledzy obalają „twierdzenie o braku włosów” dla czarnych dziur i opisują, w jaki sposób wydostają się z niego informacje.
Brytyjski astrofizyk Stephen Hawking przyznał, że czarne dziury nie absorbują nieodwracalnie informacji - część z nich wydostaje się w postaci „miękkich włosów” - fotonów o niemal zerowej energii, wynika z artykułu zamieszczonego w bibliotece elektronicznej Uniwersytetu Cornell.
Naukowcy przez długi czas wierzyli, że materia pochłonięta przez czarną dziurę nie jest w stanie wyjść ze swoich granic. Naukowcy opisywali jedną stronę tego zjawiska od lat 60. ubiegłego wieku krótkim, ale zwięzłym zdaniem - „czarna dziura nie ma włosów”, co oznacza, że wszystkie czarne dziury o tej samej masie, ładunku i prędkości rotacji będą wyglądać i opisywać dokładnie tak samo.
Sytuacja stała się znacznie bardziej złożona i kontrowersyjna w 1975 roku, kiedy słynny astrofizyk Stephen Hawking wykazał, że czarne dziury stopniowo „wyparowują” z powodu efektów kwantowych na ich horyzoncie zdarzeń, emitując energię w postaci promieniowania Hawkinga.
Stało się to dużym problemem dla teoretyków, ponieważ parowanie czarnych dziur i tworzenie takiego promieniowania oznacza, że prawie wszystkie informacje o stanie kwantowym cząstek „zjedzonych” przez czarną dziurę, z wyjątkiem ich masy, ładunku i prędkości obrotowej, zostaną bezpowrotnie utracone, co nie jest może zachodzić zgodnie z prawami fizyki kwantowej.
Hawking i jego koledzy sugerują teraz, że w rzeczywistości tak nie jest. W swoim nowym artykule, który nie został jeszcze przyjęty do publikacji w recenzowanym czasopiśmie naukowym, argumentują, że część informacji wybuchnie w postaci fotonów o prawie zerowej energii, pozostając w miejscu parującej czarnej dziury.
Takie cząsteczki światła, które autorzy artykułu nazywają „miękkimi fotonami”, występują we Wszechświecie w ogromnych ilościach, jednak przy pomocy nowoczesnych urządzeń praktycznie niemożliwe jest ich dostrzeżenie ze względu na ich ultra niską energię.
Dodając takie cząstki do równań opisujących zachowanie czarnych dziur, Hawking i jego koledzy odkryli, że fotony te pełnią rolę nośników informacji, które rejestrują dane o niektórych właściwościach cząstek „pożartych” przez czarną dziurę. Wydobycie z nich informacji będzie niezwykle trudne, nawet jeśli naukowcom uda się znaleźć sposób na interakcję z tymi fotonami - autorzy artykułu porównują to z zadaniem ustalenia, co paliło się w ogniu, patrząc na dym i płomienie.
Film promocyjny:
Konsekwencją istnienia tych fotonów będzie to, że zamiast wyraźnej linii horyzontu zdarzeń, czarna dziura będzie miała swoisty zestaw „włosków” „miękkich fotonów”, na których jak na hologramie zapisana zostanie część informacji o zaabsorbowanych cząstkach. Ten osobliwy „ekran” będzie aktualizował swoją zawartość za każdym razem, gdy czarna dziura wyemituje kolejną porcję promieniowania Hawkinga, co dodatkowo skomplikuje jego badanie. Niemniej Hawking i jego współpracownicy uważają, że taki pomysł pozwala nam rozwiązać paradoks informacyjny bez uciekania się do fantastycznych i nieprawdopodobnych założeń i odstępstw od współczesnych teorii fizycznych.