Черните дупки не унищожават информацията

Информацията за състоянието на материята не изчезва напълно при попадане в черна дупка – нейни следи могат да се открият в прословутото лъчение на Хокинг, ако негови следи бъдат открити.

Това твърдят астрофизици в статия, публикувана в Physical Review Letters.

Черните дупки, възникващи в резултат на гравитационен колапс на масивни звезди, притежават толкова силно привличане, че дори светлината не може да го напусне. Никакви обекти или лъчение не могат да излязат извън границите на въздействието на черната дупка. Тази граница се нарича хоризонт на събитията.

Прочутият британски астрофизик Стивън Хокинг предсказва, че съдбата на частиците, раждащи се до хоризонта на събитията, може силно да се различава – едната от двойката частици може да попадне зад него и да изчезне от нашия свят, а втората да остане „на свобода“. По такъв начин черните дупки трябва да се явяват източник на поток елементарни частици, получил названието лъчение на Хокинг. Благодарение на това лъчение черните дупки могат постепенно да се „изпаряват“.

Както отбелязва Деян Стойкович от университета на Бъфало (САЩ), учените спорят вече почти четири десетилетия за природата на това лъчение. Проблемът е в това, че ако черните дупки наистина се държат така, както ги описва Хокинг, то тогава информацията за състоянието на материята, попадаща в тях заедно с погълнатата „храна“, ще се губи безвъзвратно с тяхното изпарение, което директно противоречи на законите на квантовата механика.

Част от астрофизиците смятат, че лъчението на Хокинг може да носи в себе си информация за устройството на черната дупка и за това как пораждащата го материя е попаднала в нея, което може да реши този „информационен парадокс“. Други учени смятат, че това не се случва и че е необходима друга физика за обяснение на природата на тези обекти и процеса на тяхното изпарение.

Стойкович и колегите му са установили, че лъчението на Хокинг действително може да пренася информацията за черната дупка във външната среда. Те са успели да установят това благодарение на нов математически модел на черната дупка, който възпроизвежда не само как се ражда лъчението на Хокинг, но и как взаимодействат пораждащите го частици.

Моделът еднозначно показал, че наблюдател, стоящ на хоризонта на събитията и изучаващ свойствата на лъчението на Хокинг, може да види във взаимодействието на пораждащите го частици следи от вътрешния свят на черната дупка.

Според физиците лъчението на Хокинг съдържа информация за гравитационните взаимодействия в черната дупка, обмяната на фотони и прочие корелации. Подобни корелации ще бъдат видни далеч не веднага и за тяхното откриване се изисква много време, но постепенно картината ще става все по-ясна и по-ясна.

„Нашите колеги са знаели за тези корелации и са ги игнорирали, тъй като те са им изглеждали малки и статистически незначими. Нашите точни изчисления показват, че макар и те да се явяват изключително малки поначало, постепенно те растат и стават значими“, обяснява Стойкович.

По такъв начин, както смята ученият, неговият екип е успял да разреши парадокса за загуба на информация в черната дупка.

Като следваща стъпка астрофизиците ще се опитат да построят нова версия на модела, в който наблюдателят няма да лети над черната дупка, а ще падне в нея.

Източник: РИА Новости