A féreglyukak segíthetnek megoldani a hírhedt fekete lyuk paradoxont ​​– állítja egy szórakoztató újság

Mi történik az információval, miután átlépi a fekete lyuk eseményhorizontját? Voltak olyan javaslatok, amelyek szerint a mérnöki féreglyukak segíthetnek megoldani ezt a bosszantó problémát – de a matematika enyhén szólva trükkös volt.

Egy új kutatás során egy nemzetközi fizikuscsapat megoldást talált ki annak jobb megértésére, hogy a fekete lyukak összeomlása hogyan akadályozza meg a kvantumfizika alapvető törvényeinek megsértését (erről egy kicsit bővebben).

Bár nagyon elméleti, a munka azt sugallja, hogy vannak olyan dolgok, amelyeket valószínűleg kihagyunk a megoldás során. általános relativitáselmélet kvantummechanikával.

„Felfedeztük a téridő új geometriáját egy féreglyuk-szerű szerkezettel, amelyet a hagyományos számítások figyelmen kívül hagytak” Kanato Goto fizikus azt mondja: a Cornell Egyetemen és a japán RIKEN-en.

„Az új geometriával számított entrópia teljesen más eredményt ad.”

A fekete lyuk információs paradoxonja az egyik feloldatlan feszültség Einstein általános relativitáselmélete és a kvantummechanika között.

Az általános relativitáselmélet szerint a fekete lyuk eseményhorizontja a visszatérés pontja. A kritikus ponton túl mindent könyörtelenül beborít egy fekete lyuk gravitációs kútja, és az univerzum egyetlen sebessége sem, még a vákuumban lévő fénysebesség sem elegendő a szökési sebességhez. Eltűnt, ennyi. nagymellű. Visszafordíthatatlan.

Aztán jött Stephen Hawking az 1970-es években, ami arra utal, hogy amikor a kvantummechanikát is figyelembe vesszük, fekete lyukak Végül is sugározhat.

Ez az elmélet szerint annak eredményeként történik, hogy a fekete lyuk megzavarja a környező részecskék hullámszerű tulajdonságait, és olyan hőmérsékleten világít, amely a fekete lyuk csökkenésével egyre melegebb lesz.

Végső soron ennek a fénynek a fekete lyukat semmivé kell zsugorítania.

„Ezt fekete lyuk párolgásnak nevezik, mert a fekete lyuk zsugorodik, akárcsak a párolgó vízcseppek.” Goto elmagyarázza.

Mivel a „fellobbanás” eltér attól, ami egy fekete lyukban történt, úgy tűnhet, hogy bármit is helyeztek be a párolgó fekete lyukba, az örökre eltűnt. De a kvantummechanika szerint az információ egyszerűen nem tűnhet el az univerzumból. Sok fizikus felfedezte annak lehetőségét, hogy ez az információ valamilyen módon kódolt Hawking-sugárzás.

Goto és csapata matematikailag akarta feltárni ezt az ötletet számítással képtelen Hawking-sugárzás egy fekete lyuk körül. Ez a rendszer perturbációjának mértéke, és felhasználható a Hawking-sugárzás információvesztésének diagnosztizálására.

alapján 1993. papír Don Page fizikus szerint, ha a turbulencia megfordul, és az entrópia nullára csökken, ahogy a fekete lyuk eltűnik, akkor el kell kerülni az elveszett információ paradoxont. Sajnos a kvantummechanikában nincs semmi, ami lehetővé tenné ennek a megfordulását.

Adjon meg egy féreglyukat, vagy legalább annak matematikai másolatát az univerzum nagyon specifikus modelljei alatt. Ez a kapcsolat a téridő ívelt lapjának két régiója között, némileg hasonlít egy völgyön átívelő hídhoz.

Ha ezt így gondoljuk a fekete lyukakkal együtt, akkor más módon számíthatjuk ki a Hawking-sugárzás entrópiáját, mondja Goto.

„Egy féreglyuk köti össze a fekete lyuk belsejét és a sugárzást a külsővel, mint egy híd.” Magyarázza.

Amikor a csapat számításait a féreglyuk-modell segítségével végezte, eredményeik megegyeztek az oldal entrópia görbéjével. Ez arra utal, hogy a fekete lyuk eseményhorizontján túli információk egyáltalán nem vesznek el örökre.

De természetesen még mindig marad néhány kérdés. Amíg ezekre a kérdésekre nem kapunk választ, nem tekinthetjük véglegesen megoldottnak a fekete lyuk információs paradoxont.

„Még mindig nem ismerjük a mögöttes mechanizmust, hogy a sugárzás hogyan viszi el az információt” – mondja Goto. – Szükségünk van a kvantumgravitáció elméletére.

A keresést ben tették közzé Journal of High Energy Physics.