La o lună după ce Stephen Hawking și colegii săi au publicat o lucrare despre găurile negre, fizicienii încă se chinuie să ajungă la un consens. Unii salută ultima sa lucrare ca o modalitate nouă de a rezolva puzzle-ul cu gaura neagră; alții nu sunt siguri de autoritatea ei. Primii susțin pretenția preimprimării potrivit căreia oferă o modalitate promițătoare de a rezolva misterul așa-numitului paradox informațional cu gaura neagră pe care Hawking a dedus-o în urmă cu peste 40 de ani.
„Cred că există o emoție generală că putem privi lucrurile cunoscute într-un mod diferit, vom rupe blocajul”, spune Andrew Strominger, fizician la Universitatea Harvard din Cambridge, coautor al unuia dintre cele mai recente lucrări. Strominger a prezentat rezultatele muncii sale pe 18 ianuarie 2016 la Universitatea din Cambridge, unde își are sediul Hawking.
Mulți nu sunt convinși că această abordare poate rezolva paradoxul, deși recunosc că luminează diverse probleme în fizică. La mijlocul anilor 70, Hawking a descoperit că găurile negre nu sunt complet negre, ci emit o mică radiație. Potrivit fizicii cuantice, din fluctuațiile cuantice chiar dincolo de orizontul evenimentului - punctul de a nu se întoarce o gaură neagră - ar trebui să apară perechi de particule. Unele dintre aceste particule părăsesc gravitatea găurii negre, dar duc o parte din masa sa, rezultând gaura neagră care se contractă încet și, în cele din urmă, dispare.
Într-o lucrare publicată în 1976, Hawking a indicat că particulele care scapă - cunoscute acum ca radiații Hawking - ar avea proprietăți complet aleatorii. Ca urmare, atunci când gaura neagră dispare, informațiile stocate în ea vor fi pierdute în Univers. Dar acest rezultat nu se potrivește cu legile fizicii, conform cărora informațiile, precum energia, sunt conservate, ceea ce dă naștere unui paradox. „Această lucrare a provocat mai multe nopți nedormite pentru fizicienii teoretici decât orice altă lucrare din istorie”, a amintit Strominger.
A fost o greșeală, a explicat el, să ignorăm potențialul spațiului gol pentru a transporta informații. În lucrarea sa, împreună cu Hawking și al treilea coautor Malcolm Perry, tot de la Universitatea din Cambridge, apelează la particule moi. Acestea sunt versiuni cu energii reduse de fotoni, particule ipotetice cunoscute sub numele de gravitoni și alte particule. Până de curând, acestea erau utilizate în principal pentru calcule în fizica particulelor. Însă autorii notează că vidul în care se găsește gaura neagră nu trebuie să fie lipsit de particule - numai energie - și, prin urmare, particule moi pot fi prezente în el într-o stare de energie zero.
Tot ceea ce cade într-o gaură neagră, continuă, lasă o amprentă - o amprentă - asupra acestor particule. „Dacă sunteți în vid și inspirați - să presupunem că respirați într-o mulțime de gravitoni moi,” spune Strominger. După această perturbare, vidul din jurul găurii negre se schimbă, iar informațiile sunt salvate la final.
Lucrarea continuă să propună un mecanism pentru transferul acestor informații în gaura neagră - ceea ce teoretic rezolvă paradoxul. Pentru a face acest lucru, autorii au calculat modul de decodare a datelor într-o descriere cuantică a orizontului evenimentului, cunoscut sub numele de „părul unei găuri negre”.
Video promotional:
Tranziție complicată
Cu toate acestea, lucrarea este departe de a fi finalizată. Abhay Ashtekara, care studiază gravitația la Universitatea din Pennsylvania, în Parcul Universității, spune că găsește modalitatea de a transmite informația într-o gaură neagră („părul moale”) neconvingător. Și autorii recunosc că încă nu știu cum aceste informații ar putea fi transmise ulterior cu radiații Hawking, iar acesta este un pas următor necesar.
Stephen Avery, fizician teoretic la Universitatea Brown din Providence, Rhode Island, este sceptic cu privire la posibilitatea acestei abordări de a rezolva paradoxul, dar crede cu siguranță că va extinde sensul particulelor moi. El observă că Strominger a descoperit că particulele moi dezvăluie simetrii subtile ale forțelor cunoscute ale naturii, „unele dintre noi fiind cunoscute și unele dintre noi.”
Alți fizicieni sunt mai optimiști cu privire la perspectivele acestei metode în soluționarea paradoxului informațional. Sabine Hossenfelder, de la Institutul de Studii Avansate din Germania, spune că rezultatele „părului moale”, împreună cu propriile sale cercetări, ar putea rezolva controverse legate de găurile negre precum problema firewallului. Vedeți, există întrebarea dacă orizontul evenimentului poate deveni extrem de fierbinte din cauza radiațiilor Hawking. Acest lucru contrazice relativitatea generală a lui Einstein, potrivit căreia un observator care se încadrează la orizont nu va observa schimbări bruște în mediul înconjurător.
„Dacă vidul are diferite stări”, spune Hossenfelder, „atunci puteți transmite informații în radiații fără a pune energie la orizont. Prin urmare, nu va exista firewall.