Objavili sme novú podobu časopriestoru. Naozaj sa strácajú informácie v čiernej diere za horizontom udalostí?

Podarí sa nám konečne vyriešiť informačný paradox čiernych dier? Fyzici z japonského inštitútu RIKEN totiž zistili, že červie diery by mohli pomôcť objasniť to, čo sa stane s informáciami o hmote, ktorú pohltí čierna diera. Na tému upozornil inštitút RIKEN na svojom webe.

V novej štúdii publikovanej v žurnále Journal of High Energy Physics totiž tím fyzikov našiel riešenie, ktoré by mohlo viesť k lepšiemu pochopeniu, ako sa zanikajúca čierna diera môže vyhnúť porušeniu zákonov kvantovej fyziky, píše portál ScienceAlert.

Znázornenie červej diery. ESO/L. Calçada

Hoci je práca čisto teoretická, naznačuje, že zrejme existujú určité kľúčové faktory, ktoré pri hľadaní riešenia tohto paradoxu stále unikajú.

„Objavili sme novú geometriu časopriestoru so štruktúrou podobnou červej diere, ktorú konvenčné výpočty prehliadali,“ uvádza Kanato Goto.  „Entropia vypočítaná prostredníctvom novej geometrie dáva úplne iný výsledok“, dodáva.

Informačný paradox

Informačný paradox čiernych dier je podstate nesúlad medzi Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity a kvantovou mechanikou. Vzhľadom na to, že čierna diera sa vplyvom Hawkingovho žiarenia odparuje až kým úplne nezmizne, naskytá sa otázka, kam zmiznú pohltené informácie?

DESY Science Communication Lab

Z všeobecnej teórie relativity totiž jasne vyplýva, že nezáleží na tom, čo čierna diera pohltí, pretože všetko sa aj tak stratí za dokonale hladkým horizontom udalostí – bod, v ktorom je gravitácia okolo čiernej diery taká silná, že na dosiahnutie únikovej rýchlosti nestačí ani rýchlosť svetla.

Ak je vyššie uvedené pravdivé, potom všetky pohltené informácie sa zničia a nie je teda možné spätne zistiť, čo čierna diera pohltila alebo čo sa v nej nachádza. Tu nastáva kameň celého úrazu. Podľa kvantovej teórie, informácie nemožno zničiť, takže hoci sú obe teórie platné, navzájom sa vylučujú.

NEPREHLIADNI:
Červie diery sú stroj času a vieme ich vytvoriť. Nepopierajú fyziku, no potrebujeme exotickú hmotu

Mnoho fyzikov sa nazdáva, že pohltené informácie sú nejakým spôsobom zakódované v Hawkingovom žiarení (tepelné žiarenie čiernych dier, ktoré v prípade, že sa jedná o malé čierne diery, môže spôsobiť ich úplný zánik).

V štúdii chcel Goto so svojim tímom túto myšlienku matematicky preskúmať výpočtom entropie Hawkingovho žiarenia. Presnejšie počítali mieru neusporiadanosti v tomto systéme a použili ju na určenie strát informácií.

Strácajú sa informácie za horizontom udalostí?

Inak povedané, vypočítali entropiu žiarenia a zistili koľko informácií sa stratilo z pohľadu pozorovateľa čiernej diery. V roku 1993 fyzik Don Page pritom vypočítal, že ak sa nestratia žiadne informácie, entropia bude spočiatku narastať, ale keď čierna diera zanikne, entropia klesne na nulu.

ScreenShot/ melodysheep/YouTube

Podľa súčasných poznatkov však entropia systému neustále rastie, teda aj keď sa čierna diera zmenšuje, čo naznačuje, že informácie v nej sa strácajú. Keď však Goto a jeho kolegovia vykonali podrobnú analýzu a skombinovali štandardný popis a to, čo vieme o červích dierach, ich výsledok sa zhodoval s predpoveďou Dona Pagea.

Podľa dostupných informácií vedci aspoň matematicky vstúpili, podľa veľmi špecifických modelov vesmíru, do červej diery, ktorá predstavovala akési spojenie medzi dvomi oblasťami zakriveného časopriestoru.

„Červia diera prepája vnútro čiernej diery a vonkajšie žiarenie ako most,“ uvádzajú vedci.

Po vykonaní ďalších výpočtov sa ich výsledky zhodovali s Pageho entropickou krivkou, čo naznačuje, že informácie sa za horizontom udalostí napokon nemusia strácať.

Čítajte viac z kategórie: Novinky