Учени, работили с прочутия Стивън Хокинг, публикуваха научния труд, приключен в дните преди смъртта на теоретичния физик през март и който е крачка към решаване на т.нар. "информационен парадокс", съобщи в. „Гардиън“.
Тази загадка бе в центъра на живота на Хокинг повече от 40 години, каза проф. Малкълм Пери – преподавател по теоретична физика в Кеймбридж и съавтор на публикацията „Ентропията на черната дупка и меката коса“.
Произходът на информационния парадокс може да бъде проследен до Алберт Айнщайн През 1915 г. той публикува своята Обща теория на относителността, която описва как гравитацията се появява от огъването на пространствено-времеви континуум на материята и защо планетите обикалят около слънцето. Но тя прави още важни прогнози за черните дупки – космически обекти с огромна маса, включително, че те могат изцяло да бъдат дефинирани с три характеристики – маса, заряд и спин.
През 60-те години на XX век, когато повечето учени смятаха, че материята, погълната от черната дупка, не е способна да напусне нейните предели, се появи фразата „Черната дупка няма коса“ – т.е. че са „плешиви“. Тя означава, че всички черни дупки с еднаква маса, заряд и скорост на въртене ще изглеждат и ще се описват напълно еднакво.
През 1974 г. обаче Хокинг разшири картината. Той прогнозира, че черните дупки имат и температура. А понеже топли обекти се охлаждат в Космоса, то съдбата на черните дупки е да се изпарят и да изчезнат. Това обаче създава проблем. Правилата на квантовата физика изискват информацията да не се губи. Така че какво става със съдържащата се информация в обекта – например с природата на атомите на някоя луна, когато бъде погълната от черна дупка.
Неотдавна екипът на Хокинг откри пробойна в математиката, която води до извода, че черните дупки са „плешиви“. През 2016 г. физиците откриха, че черните дупки имат безброй „меки косми“. Често пъти те биват описвани като фотони с нулева или почти нулева енергия на хоризонта на събитията на черната дупка – точка, в която светлината не може да напусне заради силното гравитационно притегляне. Този ореол е наречен „мека коса“.
В новия труд Хокинг и колегите му показват как поне част от информацията на погълнатите обекти се запазват в тази „мека коса“. При поглъщане на обект температурата на черната дупка се стреми към промяна. И се създава ентропия, която описва вътрешния хаос на обекта, която нараства с увеличаване на температурата.
Авторите на труда показват, че ентропията на черната дупка може да бъде отчетена по фотоните, които обграждат хоризонта на събитията на черната дупка
„Тази публикация показва, че „меката коса“ може да бъде смятана за ентропия. И че „меката коса“ прави правилни неща“, казва Пери.
Това обаче не е краят на разгадаването на информационния парадокс. „Не знаем дали тази ентропия на Хокинг съдържа информацията за всичко, което може да се е оказало в черната дупка. Това обаче наистина е стъпка по пътя, доста добра стъпка, но има още много работа за вършене“, добавя физикът.
Сред неизвестните, които Пури и колегите му сега трябва да търсят, е как информацията, свързана с ентропията се съхранява физически в „меката коса“ и как тази информация излиза от черната дупка, когато се изпарява.
„Ако хвърля нещо вътре, дали цялата информация за него ще се съхрани в хоризонта на черната дупка? Отговор на този въпрос би решил информационния парадокс. Ако е само половината или 99% – това не е достатъчно за решение на проблема“, казва Пери.
