Хокинг бара "излез за итен случај" во црна дупка

Хокинг бара

Црните дупки секогаш останаа едноставни во нашата имагинација.

Имаше време кога, користејќи ги правилата на општата теорија на релативноста, може да се замисли густа бесконечна сингуларност. Беше опкружена со гравитациона зона, од која беше невозможно да се избегне, и беше наречен "хоризонт на настани". Овие компоненти, заедно со неколку дополнителни детали, претставуваа основен опис на анатомијата на црна дупка.

Учебникот е напишан за ова многу јасно: ништо, дури ни зрак на светлината не може да се пробие низ гравитациониот порок на хоризонтот на објектот на објектот. Тоа е само еден билет. Ако астронаут е премногу блиску до хоризонтот на настанот, тој ќе биде влечен внатре. И тој ќе мора да падне до неговата смрт, очекувајќи ужасни последици од spaghettification.

Иако ова е поедноставена форма, служеше како прилично пристојно објаснување за она што се случува во црната дупка . Но, во 1970-тите, британскиот гуру на теоретската физика, Стивен Хокинг, ја претстави својата главна теорија за испарување на црни дупки. И во модерните времиња, Хокинг смета дека учебниците се погрешни, што доведе до идејата дека црнците изгледаат како еднонасочни улици.

Проблем со Хокинското зрачење

Сложеноста на фактот дека црните дупки можат да исчезнат е последица на чудноста на неистражениот квантен свет. Квантните теоретичари укажуваат на тоа дека во вакуумскиот простор пар "виртуелни честички" постојано скокаат од вселената и се враќаат во него. Значи, излегува дека "вистинскиот вакуум" никогаш не е празен. Всушност, таа е исполнета со парови квантни честички кои се раѓаат во светот, а потоа се уништуваат во мал временски интервал. Вообичаено, таков процес се одвива без накат и накат - честички произлегуваат од вакуум, потоа тие се уништуваат со нивниот партнер и Универзумот го прави својот сопствен бизнис. Но, ако додадете црна дупка во мешавината, тогаш сè околу вас стекнува карактеристики на лудило.

Како што споменавме погоре, хоризонтот на настанот во црна дупка станува точка од која нема враќање. Значи, што ќе се случи кога еден пар на виртуелни честички ќе се појави во општото постоење на хоризонтот и само еден ќе падне внатре? Па, втората "виртуелна честичка", која го изгубила својот партнер за уништување, е буквално истерана од црна дупка и станува категорија "реалност". Во процесот на станување "реалност", оваа честичка зазема дел од масата од црна дупка (квантната механика никогаш не тврдеше дека дава логично значење). Поради овој процес, постојано беснее во хоризонтот на настаните, црна дупка почнува да губи физичка маса. Ова е испарувањето на радијацијата Хокинг.

До оваа точка, јас само загреана вашиот апетит за необичностите на квантната теорија на поле, а потоа тоа ќе биде само пострашно. Но, прво треба да се допреме на некои дополнителни информации.

Општата теорија на релативноста и квантната теорија на полето меѓу себе игра меѓу правилата. Двете области на физиката се однесуваат на основните описи на просторот, времето и материјата на микро (квантната) и макро (космолошка) нивоа. Тие се наоѓаат на спротивните страни на скалите. И по неодамнешното откритие на Хигсовиот бозон, квантната "книга на рецепти" наречена Стандарден модел, уште еднаш помогна да се докаже дека ова е точен опис на тоа како функционира нашиот Универзум.

Се чини дека стандардниот модел има фундаментален проблем со гравитацијата. Досега, физичарите не успеале да најдат честичка која посредува во гравитационата сила (хипотетичкото име е "гравитон"). И покрај сите свои напори, се чини дека сè уште нема начин да се реши оваа загатка. И во последниве години, црни дупки станаа уште едно бојно поле меѓу општата теорија на релативноста и квантната теорија на полето.

Антитеза на "Без драма"

Кога материјата (а со тоа и "информациите") влегува во просторот на црна дупка, таа се отстранува од познатите граници на Универзумот и е ефикасно уништена. Ова е проблем. Општата теорија на релативноста малку се грижи за информации што ги има материја. Но, квантната теорија, од друга страна, е премногу заинтересирана за оваа информација и верува дека не може да се "исчисти".

Во 2004 година, познат настан се случи кога Хокинг го призна поразот во спор со теоретски физичар Џон Преквил. Тој потврди дека информациите што се "изгубени" во црна дупка се кодирани во Хокингското зрачење (првично тврдеше дека црните дупки ги уништуваат информациите, а информациите за зрачење се нов код кој не се однесува на некој објект кој влегува во дупката).

Но, овој брз лек создал уште еден проблем. Во 2012 година, група физичари предводени од Џозеф Полчински од Универзитетот во Калифорнија во Санта Барбара сфатија дека зачувувањето на информациите во радијацијата на Хокинг ќе бара "заштитен ѕид" на силна квантна енергија која ќе ги притисне сите надвор од хоризонтот на настаните.

Потсетувајќи на нашиот несреќен космонаут кој влезе во хоризонтот на настанот со црна дупка, со општата теорија на релативноста, тој нема да доживее ништо додека лебдеше низ оваа област (се разбира, ако не беше Метју Мекконахи, кој би видел светла светлина). Се разбира, на крајот, астронаутот ќе се скрши на мали парчиња, но тоа ќе биде запалено. Таквиот мисловен експеримент е познат како без постулат на драмата.

Но, сè го менува ќор-сокакот од заштитниот ѕид. Тој едноставно ги крши законите на драмата и создава токму спротивност. Тоа е, тоа целосно ја нарушува општата теорија на релативноста и теоријата која ја контролира црна дупка со која започнавме.

Па сега физичарите мора да се борат со равенките и да се обидат да го решат "информативниот парадокс". Ова е она што најголемите умови се прават во последниве децении. Стивен Хокинг самиот дури и не ја напушти оваа дебата. На пример, минатата година тој разговараше за можноста за замена на неговата теорија со теоретска конструкција позната како "очигледен хоризонт", а не одредени граници. Можеби овој концепт треба да се подобри и всушност овој хоризонт го менува своето формирање како одговор на квантните флуктуации во црна дупка. Ова создава хаотично пореметување во информациите надвор од очигледниот хоризонт, што не ги нарушува законите на квантната динамика, ниту општата теорија на релативноста.

"Така, како предвидување на времето на Земјата, информациите ќе бидат ефективно изгубени ако нема губење унитарност", пишува Хокинг во една статија. Ова значи дека, иако информациите може да бидат ослободени од црната дупка, нејзината случајност не може да се толкува без да се реши проблемот со заштитниот ѕид.

Непотребно е да се каже, ова не е крај на дебатата меѓу врсниците на Хокинг.

И сега Хокинг, кој се појави на вестите на Кралскиот институт за технологија во Стокхолм на 24 август, го даде своето извонредно објаснување преку јавно предавање. Тој ми кажа дека размислувал за информациите за обработка на жица во црни дупки.

"Верувам дека информациите не се складирани во средината на една црна дупка, како што може да се мисли, но на нејзината граница, во хоризонтот на настанот", рече тој на предавањето.

Научникот детално објаснил дека информациите се складираат на предмети кои спаѓаат во црна дупка и се претвораат во дво-димензионални холограми, по што тие се заробени во радијација на Хокинг и се отстранат од црна дупка. Но, во него нема романса, бидејќи не изгледа како супер-напреден компјутерски хард диск. Наместо тоа, тоа е вистински хаотичен хаос.

"Мислам дека црни дупки не се во иста боја како што се опишани", објаснува тој. - "Тие не претставуваат вечен затвор, како што претходно се мислеше. Работите можат да одат од дупката до надворешни или други универзуми. " Ние ги чекаме документите што Хокинг и неговиот персонал имаат намера да ги објават во рок од неколку недели, за да разберат што значеше со зборот "други" универзуми. Но, постојат претпоставки кои го прават јасно дека дупките можат да послужат како врата за паралелни светови или дури и за целосни универзуми.

Telescope Event Horizon

Во моментов, Хокинг можеби формулирал "излез за итен случај" за да добие информации од субјект кој паднал во црна дупка. Но, ние нема да можеме точно да го знаеме процесот додека целосно не ја проучуваме природата на овие објекти.

Астрономите од Хоризон телескопот за настани се близу до гледањето на длабокото јадро на нашата галаксија. Тие можат да го видат проектираниот диск на светлина што ја опкружува супермасивната црна дупка на Млечниот Пат , Стрелец А, која се наоѓа на растојание од 20 илјади светлосни години.

"Токму многу години, Хокинг се обидува да најде решенија за парадоксот на информацијата: или да го прилагоди, така што квантната теорија на полето ќе се комбинира со општата релативност или ќе го смени начинот на гледање на црна дупка", пишува Димитриос Псалтис, професор по астрономија и физика од Универзитетот во Аризона . "Ако сето тоа функционира со втората опција, телескопот Event Horizon ќе може да го види единствениот изглед".

Работата на Хокинг може да понуди нови врвни идеи и да обезбеди можност да се разгледаат некои аспекти на информативниот парадокс.

Коментари (0)
Популарни статии
Пребарување