U srcu svake crne rupe leži problem. Dok odlaze u ništavilo tijekom eona, sa sobom nose mali komadić svemira.
Paradoks je to koji je pokojni Stephen Hawking ostavio kao dio svog revolucionarnog rada na tim monstruoznim objektima, nadahnjujući istraživače da istražuju potencijalna rješenja tijekom drugog dijela stoljeća.
Negdje između dvije najveće teorije koje su ikada bile ustanovljene u fizici, postoji mala, ali značajna mana. Pronalaženje rješenja omogućilo bi ili modeliranje opće relativnosti kao sustava nalik česticama ili razumijevanje kvantne fizike na pozadini prostora i vremena, ako ne, kombinacija oboje.
Otkriveno novo rješenje?
Jedan nedavni pokušaj nove teorije fizičara iz Ujedinjenog Kraljevstva, SAD-a i Italije zasigurno je pobudio određeni interes u medijima, iako će proći neko vrijeme prije nego što saznamo na ovaj ili onaj način je li to rješenje koje tako očajnički tražimo.
Matematički gledano, to je pametna nova ideja koja kruži već neko vrijeme, a koja pretpostavlja da su crne rupe nekako 'dlakave'. Da bismo razumjeli zašto bi dlakava crna rupa mogla biti korisna što se tiče paradoksa, važno je za početak znati zašto postoji paradoks.
Crne rupe su mase materije nabijene tako čvrsto, njihova gravitacija skuplja prostor i vrijeme do te mjere da ništa ne može utjecati na brzinu potrebnu za bijeg.
Crna rupa
Hawking o crnim rupama
Obično to ne bi bio veliki problem, no, prije otprilike pola stoljeća, Hawking je došao do spoznaje da crne rupe moraju 'sjati' na prilično jedinstven način. Njihovo savijanje svemira promijenilo bi valnu prirodu okolnih kvantnih polja tako da bi se proizveo oblik toplinskog zračenja. Da bi matematika bila u ravnoteži, to znači da bi crne rupe postupno zračile energiju, smanjivale se ubrzano i na kraju nestajale. Obično bi informacija koja pada u zračni objekt poput zvijezde bila predstavljena u neurednom spektru boja koje padaju s njegove površine ili je ostavljena u hladnoj, gustoj ljusci nakon što umre.
Nije tako za crne rupe. Ako je Hawkingova teorija zračenja točna, sve bi jednostavno nestalo. Što kompromitira veliko pravilo u kvantnoj fizici koje nam kaže da se informacija koja čini česticu česticom čuva u svemiru iz trenutka u trenutak.
Značajan dio rasprave o prirodi informacija o crnoj rupi je u mjeri u kojoj karakteristike i ponašanje njezinog sadržaja nastavljaju utjecati na njihovu okolinu čak i nakon što su skliznule preko ruba.
Stephen Hawking - Iako profesor Hawking umanjuje brojčanu vrijednost IQ-a, sam je priznao da je kvocijent njegove inteligencije veoma visok, odnosno 160 ili više.
Nova teorija znanstvenika
Postoje rješenja za crne rupe u općoj teoriji relativnosti koja prepoznaju njihovu masu, kutni moment i naboj i dalje guraju i vuku u svojoj lokalnoj okolini. Sve preostale veze sa svemirom opisane su kao dlake, s teorijama koje pretpostavljaju njihovu postojanost kao 'teoreme za kosu'. Imati malo pahuljica omogućilo bi crnim rupama put da njihove kvantne informacije ostanu zaglavljene u svemiru, čak i ako se dogodi da nestanu s vremenom.
Dakle, teoretičari su bili zauzeti pokušavajući pronaći načine da se zakoni koji govore o prostoru i vremenu spoje sa zakonima koji govore česticama kako dijeliti svoje informacije.
Ovo novo rješenje primjenjuje kvantno razmišljanje na gravitaciju u obliku teorijskih čestica zvanih gravitoni. Ovo nisu bona fide čestice poput elektrona i kvarkova jer ih nitko još nije vidio u tijelu. Možda uopće ne postoje.
To ne znači da ne možemo shvatiti kako bi mogli izgledati da postoje ili razmotriti moguća kvantna stanja unutar kojih bi mogli djelovati. Kroz niz logičnih koraka od načina na koji bi se gravitoni potencijalno mogli ponašati u određenim energetskim uvjetima, tim pokazuje razuman model kako informacije unutar crne rupe mogu ostati povezane s okolnim prostorom preko linije nepovrata kao blagi poremećaji gravitacijskog polja crne rupe (dlake).
Nastavak istraživanja
Teorija je zanimljivo utemeljena na čvrstom okviru, ali dug je put prije nego što ovaj paradoks možemo označiti kao riješen.
Općenito govoreći, postoje dva načina na koje znanost napreduje. Jedan je vidjeti nešto čudno i pokušati to objasniti. Drugi je pogoditi nešto čudno, a zatim to pokušati pronaći.
Imati ovakvu teorijsku kartu neprocjenjivo je na našem putu prema rješenju jednog od najzbunjujućih paradoksa fizike.
Ovo istraživanje objavljeno je u Physical Review Letters, prenosi ScienceAlert.
