velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Ничто не проходит безо всяких следов

Все потаенное станет очевидным – даже информация, попавшая в черную дыру, не потеряется, а опять выплывет после ее «смерти».





Еще в 1970-х известный астрофизик Стивен Хокинг доказал догадку «испарения» темных дыр. Естественно, строго говоря никакого испарения не происходит – это непростой квантовый процесс, итог которого для стороннего наблюдающего смотрится, как испарение: темная дыра испускает, теряя массу.


Если обрисовывать механику этого процесса упрощенно, то стоит напомнить, что согласно квантовой теории поля физический вакуум повсевременно заполнен парами частица-античастица, которые повсевременно появляются и вновь аннигилируют и поэтому их время от времени именуют «виртуальными». Но присутствие массивных наружных сил может поменять эту ситуацию, и более достойные внимания вещи происходят в округах горизонта событий темной дыры (условно говоря, это «точка невозвращения», воображаемая линия, на которой скорость падения вещества в черную дыру превосходит скорость света – а означает, никакой инфы о событиях за этой линией получить нельзя). Тут частичка из виртуальной пары может успеть умчаться прочь (она-то и видится наблюдающему, как излучение) – а античастица пропасть в темной дыре, снизив при всем этом ее полную энергию, а означает и массу дыры. Так и происходит это «испарение».


Но есть во всем этом одна загвоздка. По описанию Хокинга, характеристики темной дыры (если она не крутится и не заряжена) зависят только от ее массы. Это означает, что если она впитала какой-либо объект, ее новые характеристики никак не связаны с этим объектом, а стопроцентно определяются новейшей массой дыры. Если, допустим, после чего темная дыра улетучила тот же объем вещества, то она испустила при всем этом в космос массу различного излучения и опять возвратилась к начальному состоянию: вся информация, попавшая в дыру совместно с поглощенным телом, просто… пропала.


Этот процесс противоречит нашему осознанию квантовой механики, которая постулирует, что текущее состояние Вселенной находится в зависимости от ее предшествующего состояния. Так что, если (представим для себя) получить полную информацию о состоянии всех частиц мироздания, то на этой базе (в принципе) можно предсказать их состояние в последующий момент. Но если часть инфы просто-напросто теряется в темных дырах – это оказывается неосуществимым!


Выходит, информация в темной дыре или сохраняется в какой-нибудь форме, или каким-то образом, все таки, покидает ее. (В рамках представления о том, что темные дыры являются «мостами» меж нашей Вселенной и другими, информация просто покидает наш мир и возникает в каком-то другом.)


И вот группа ученых во главе с Абхаем Аштекаром (Abhay Ashtekar) предложила вариант описания процесса, в итоге которого информация может покидать черную дыру. Объясняя этот механизм, ученый употребляет аналогию с приключениями Алисы в Стране чудес: «Когда Чеширский кот исчезает, остается его ухмылка. Приблизительно так мы обрисовали и темные дыры. Согласно модели Хокинга, когда темная дыра стопроцентно испаряется, остается сингулярность (область, в какой кривизна пространственно-временного континуума нескончаема, либо этот континуум разрывается – ПМ). В ней-то и остается информация – правда, в невосстановимом виде».


Этот-то подход и подвергли критичному анализу Аштекар с сотрудниками. Сначала, они представили, что сингулярности в реальном мире не существует, они – только теоретическое допущение. Далее – больше: ученые для собственных расчетов изменили подход к осознанию пространства-времени. Еще со времен Эйнштейна мы привыкли к «континууму», другими словами к чему-то непрерывному. Но Аштекар сделал допущение, что это – только некое приближение, а на самом деле состоит из микроскопичных «объектов». Ну а если пространство-время состоит из отдельных фрагментов, то и сингулярность в центре темной дыры – всего только грубое описание.


Вправду, проведенные расчеты проявили, что при применении этого подхода после полного испарения темной дыры никакой сингулярности не остается. На ее месте возникает область наисильнейших искажений пространства-времени, где даже обычные нам причинно-следственные связи смотрятся нарушенными, но зато действуют квантовые эффекты. Здесь-то и всплывает опять на свет информация, некогда «потерянная» в глубинах темной дыры.


Чтоб как-то упростить сложнейшие расчеты, ученым пришлось вести их на примере двухмерного места, которое намного легче с математической точки зрения. Но эти выкладки, по их воззрению, стопроцентно применимы и к черным дырам в реальном пространстве. Вправду, темные дыры часто оказываются очень сложными (и ужасными) объектами, чтоб изучить их впрямую. Но это не всегда и требуется. Например, для исследования такого же излучения Хокинга не так давно предложили использовать процессы, происходящие в обыкновенной воде – читайте «Черная дыра в бассейне».


По сообщению Penn State Eberly College of Science






Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments