Стивън Хокинг почина днес (14 март), оставяйки след себе си огромно наследство от работата като астрофизик, научен комуникатор, активист и фигура на почитанието на поп културата. И в деня на неговата смърт въпросът, който той повдигна и работи до последните години от живота си, остава без отговор: Може ли информацията наистина да бъде загубена във Вселената?
Най-известната книга на Хокинг - „Експлозии в черна дупка?“, Публикувана преди 44 години през 1974 г., се хечи с цялата представа за черните дупки, както физиците преди това са ги разбирали. И това беше първият удар на Хокинг по този основен въпрос.
"Класически, една черна дупка трябва да бъде" напълно студена "в смисъл, че поглъща всичко, но не излъчва нищо. Ето как те са били разбрани в началото на 70-те години на миналия век", пише Робърт Макнейс, физик от университета Лойола в Чикаго, пише в имейл ,
Такава черна дупка не би излъчвала никаква енергия и няма как да избяга от нея. Просто ... съществува, студено, мълчаливо и вечно. Хартията на Хокинг направи черните дупки живи - и вероятно смъртни.
„Когато Стивън обмисляше квантовите механични ефекти в средата на 70-те, той откри, че по принцип черните дупки трябва да излъчват, сякаш са термични обекти с температура“, каза Макнийс пред Live Science. "Ако те излъчват енергия, тогава масата им ще намалее. И когато той се случи, докато се свият, температурата им се повишава и те излъчват още по-бързо."
В крайна сметка, може би, черната дупка би изчезнала изцяло или ще се свие до малко въстание. Без напълно съвместяване на относителността и квантовата механика в здрава теория за "квантовата гравитация" (това, което физиците наричат "теория на всичко"), последният етап на изпаряването на черната дупка остава загадка.
„Проблемът е, че според изчисленията му, радиацията е напълно топлинна. Тя не запазва никаква информация за състоянието на материала, образувал черната дупка, и това би нарушило фундаментално правило в квантовата механика“, пише Макнийс ,
Квантовата физика изисква цялостното бъдеще и минало на всяка частица по принцип да бъде възможно да се разбере и свърже чрез поредица от верижни, причинно-следствени, вероятностни събития. Но ако една черна дупка освободи недиференцирана супа от частици с тяхна информация - техните истории - невъзвръщаемо изтрита, тогава това изискване е нарушено по същество.
„парадоксът на информацията за черната дупка“ и опитите за нейното разрешаване са предизвикали голяма част от работата в областта на квантовата гравитация, тъй като тя е била съчленена за първи път “, пише McNees.
Хокинг вече е завършен физик до 1974 г. И много кратки биографии предполагат, че след публикуването на научно-популярната му книга „Кратка история на времето“ от 1988 г. неговото най-важно научно дело е зад гърба му. Но Хокинг продължи да създава значими и противоречиви научни трудове доскоро през това десетилетие, като се бореше с парадокса, който той въведе десетилетия по-рано.
Най-драматичният доклад за късната кариера, който Хокинг пише, предполага, че черните дупки, тъй като класически са разбрали, изобщо не съществуват.
В „Съхранение на информацията и прогноза на времето за черни дупки“, публикувано през 2014 г., той предположи, че „хоризонтът на събитията“ около черните дупки, точката, отвъд която дори светлината не може да избяга, всъщност не съществува. Вместо това, пише той, има просто "привиден" хоризонт от прихваната светлина, който може да избледнее и да позволи на светлината да избяга.
"Липсата на хоризонти на събитията означава, че няма черни дупки - в смисъл на режими, от които светлината не може да избяга до безкрайността", пише Хокинг.
Той също така предложи някои основни концептуални проблеми с редица характеристики, които физиците приписват на черните дупки, като "защитни стени" около техните граници, които унищожават наблюдатели, които се опитват да влязат.
Това не беше последната дума на Хокинг за науката. Наскоро през 2016 г. Хокинг публикува документ с физика на университета в Кеймбридж Малкълм Пери и физик от Харвардския университет Андрю Стромингер, наречен „Мека коса на черни дупки“.
Изследователският екип твърди, че черните дупки са заобиколени от "меки" или нулеви енергийни частици, които те наричат коса. Те написаха, че косата съхранява изгубената информация от частици, излъчвани от черни дупки върху "холографски плочи" отвъд граничните области на черните дупки. Така че информацията, докато е изместена, никога не се губи истински.
„Пълното описание на холографската табела и разделителната способност на парадокса на информацията остава открито предизвикателство, на което представихме нови и конкретни инструменти за справяне“, написаха те.
Дори към края на живота си Хокинг остава много работещ учен, представяйки идеи, които усъвършенстват неговата област, и идеи, които колегите му отхвърлят.
"Впечатление ми прави, че хартията за 2014 г. не е широко приета. Хартията за 2016 г., от друга страна, която е работа с Пери и Стромингер, е посока, над която хората все още активно работят", написа Макнейс.
„Парадоксът на информацията за черната дупка беше един от определящите въпроси за хората, работещи върху квантовата гравитация. И тъй като остава без отговор, мисля, че той остава най-интересният въпрос, който повдигна.“
