Парадокс черной дыры Стивена Хокинга получил решение: связано с нелюбимым явлением Эйнштейна

Фото: Scitech Daily

Ничто не должно покидать горизонт событий черной дыры, но новая теория предполагает, что из нее происходит тайная утечка информации. Эта утечка будет проявляться в еле заметных сигнатурах в гравитационных волнах и ученые знают, как их обнаружить. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Live Science.

В 1976 году физик Стивен Хокинг сделал очень важное открытие. Он доказал, что черные дыры не полностью черные, а выпускают небольшое количество излучения. С течением времени черные дыры выпускают так много излучения, что полностью исчезают. Это открытие создало очень большую проблему. Информация поступает в черные дыры, когда они поглощают материю, и эта информация не может выйти из черной дыры. Но излучение Хокинга не несет с собой никакой информации. Так что же происходит с ней, когда черная дыра исчезает?

Эта проблема получила название информационный парадокс черной дыры, и он многие десятилетия на дает покоя физикам. За последние несколько лет было создано несколько потенциальных решений парадокса черной дыры.

Одно из таких решений известно, как гипотеза ненасильственной нелокальности. Согласно гипотезе, внутренняя часть черных дыр связана с их внешней частью с помощью квантовой нелокальности, в которой частицы имеют одно и то же квантовое состояние несмотря на расстояние, которое их разделяет, то есть они находятся в состоянии квантовой запутанности. Это явление Альберт Эйнштейн называл жутким действием на расстоянии.

Эта нелокальность является ненасильственной, потому что никакое энергетическое событие, такое как слияние, не вызывает создание гравитационной волны. Это пульсации в пространстве-времени за пределами черной дыры. Скорее всего гравитационная волна создается с помощью квантовых связей между внутренней и внешней частью черной дыры.

Если эта гипотеза верна, то пространство-время вокруг черных дыр содержит еле заметные пульсации, которые не являются полностью случайными. Они связаны с информацией внутри черной дыры. Когда черная дыра исчезает, то​​ информация сохраняется за ее пределами. Таким образом это решает информационный парадокс черной дыры.

Авторы нового исследования считают эту гипотезу верной и выяснили, как можно ее проверить. Физики обнаружили что нелокальные квантовые связи не просто оставляют отпечаток в пространстве-времени вокруг черной дыры, они также оставляют след в гравитационных волнах, которые возникают при слиянии черных дыр. Эти следы существуют как маленькие колебания поверх основного сигнала гравитационной волны, но у них есть уникальный спектр. Поэтому нужно выделить этот скрытый сигнал в гравитационной волне.

Физики выяснили, что существующие детекторы гравитационных волн, такие как LIGO и Virgo, не имеют достаточной чувствительности, чтобы определить, является ли ненасильственная нелокальность точным решением информационного парадокса черной дыры. Но детекторы следующего поколения, которые в настоящее время проектируются и строятся, могут сделать это.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform