Опубликована последняя работа Стивена Хокинга. О чем она?

​Стивен Хокинг

Коллеги Стивена Хокинга опубликовали последнюю статью, над которой они работали вместе с покойным физиком. Команда завершила исследование за несколько дней до смерти ученого в марте 2018 года. Это третья работа физика, посвященная информационному парадоксу черной дыры, над которым Хокинг размышлял не одно десятилетие.

Черные дыры - это чрезвычайно плотные пространственно-временные объекты, которые могут образовываться при столкновении гигантских звезд. Классическая физика предполагает, что ничто не может избежать черной дыры, даже свет. Но в 1970-х Стивен Хокинг предположил, что черные дыры могут иметь температуру и медленно пропускать сквозь себя квантовые частицы.

Этот эффект «излучения Хокинга» означает, что, в конечном счете, черная дыра испарится, оставив после себя вакуум, который будет выглядеть одинаково для каждой испаренной черной дыры, независимо от того, что она поглотила в течение своей жизни.

​​Черная дыра поглощает звезду, концептуальное представление художника

Но в этой теории была одна проблема: в течение своей жизни черная дыра поглощает много информации в виде небесных объектов, но куда затем девается эта информация? По законам физики, она не может быть потеряна: если информация существовала в прошлом, то ее можно восстановить. Отсюда и парадокс.

В 2016 году Хокинг и его команда предположили, что черные дыры могут иметь «мягкие волосы», состоящие из фотонов (легких частиц) или гравитонов (гипотетических частиц гравитации), которые хранят по крайней мере часть такой информации. Эти мягкие волоски окружают «горизонт событий» черной дыры - границу, из-за которой ничто, даже свет, не может вырваться.

В новом документе Хокинг и его команда нашли механизм, опирающийся на пока еще недоказанные предположения. Он позволяет подсчитать количество информации, которую могут нести в себе мягкие волосы. Этот механизм согласуется со знаменитой формулой, теперь написанной на надгробии Стивена, - «уравнением Хокинга» – и описывает, как черные дыры испускают излучение Хокинга.

Когда черная дыра поглощает объект, ее температура должна измениться. Это означает, что ее энтропия (беспорядок ее частиц) также должна измениться: более высокие температуры означают, что частицы движутся быстрее, а это ведет к большему беспорядку. В новом исследовании Хокинг и его команда показали, что «мягкие волосы» действительно способны фиксировать энтропию черной дыры.

По словам коллег покойного физика, когда он узнал об окончательном результате исследования за несколько дней до своей смерти, он широко улыбнулся.

Существует еще много неизвестных, касающихся того, как конкретно и в каком объеме «мягкие волосы» хранят информацию, поглощенную черными дырами. Это те вопросы, на которые астрофизикам предстоит ответить уже без Стивена Хокинга.

Ознакомиться с оригиналом работы можно по ссылке

Источник: Live Science