Корнеллский университет выпустил последнюю работу, над которой трудился физик-теоретик Стивен Хокинг перед своей смертью. Работа была посвящена изучению того, что происходит с объектами, когда они попадают в чёрные дыры.
Отмечается, что работа была завершена за несколько дней до смерти Хокинга. Последние материалы в научной статье были написаны коллегами учёного из Кембриджского и Гарвардского университетов. Один из соавторов работы Малкольм Перри, рассказывая о научной работе, утверждает, что информационный парадокс, который состоит в потере информации в результате формирования и распада чёрных дыр, был «в центре жизни Хокинга» более 40 лет.
Истоки этой головоломки можно проследить ещё во времена Альберта Эйнштейна. В 1915 году Эйнштейн опубликовал свою теорию общей теории относительности — тур-де-силу, которая описывает, как гравитация возникает из-за изгибающих время эффектов материи, и почему планеты окружают Солнце. Тогда теория Эйнштейна также сделала важные предсказания о чёрных дырах, в том числе о том, что чёрная дыра может быть полностью определена только тремя её особенностями: массой, зарядом и спином (собственным моментом количества движения).
Почти 60 лет спустя этого Хокинг утверждал, что чёрные дыры имеют температуру. И поскольку горячие объекты выбрасывают тепло в космос, конечной судьбой чёрной дыры является её испарение, — фактическое окончание существования. Но, несмотря на это, правила квантового мира требуют, чтобы информация никогда не терялась:
Трудность состоит в том, что если вы выбросите что-то в чёрную дыру, похоже, что оно исчезнет. Но как можно восстановить информацию в этом объекте, если чёрная дыра исчезнет сама?, — задался вопросом Перри.
В последней статье Хокинг и его коллеги показали, как некоторая информация, по крайней мере, всё таки может быть сохранена. Бросьте объект в чёрную дыру, и её температура должна измениться. В этом случае можно будет наблюдать свойство, называемое энтропией, — мерой необратимого рассеивания энергии, внутреннего беспорядка объекта, который поднимается в момент, когда становится больше.
Физики показывают, что энтропия чёрной дыры может регистрироваться фотонами, окружающими её горизонт событий, в точке, в которой свет не может избежать интенсивного гравитационного тяготения. Они называют этот блеск фотонов «мягкими волосами». Но, по словам учёных, информационный парадокс на этом не заканчивается:
Мы не знаем, может ли энтропия Хокинга объяснить всё, что вы могли бы бросить в чёрную дыру. Мы считаем, что это исследование является довольно хорошим шагом в истории, но предстоит ещё много работы.
Перри со своими коллегами должны теперь изучить информацию, связанную с энтропией, которая физически хранится в «мягких волосах». Учёные, продолжая дело Хокинга, в дальнейшем также собираются узнать, как информация выходит из чёрной дыры, когда она испаряется. Опубликованную работу можно скачать тут: https://arxiv.org/abs/1810.01847
Читать первым в Telegram-канале «Код Дурова»
