Черная дыра «пушистый шар» или «червоточина»? Появилась версия

В исследовании предпринимается попытка положить конец спорам по поводу известного информационного парадокса Стивена Хокинга, проблемы, созданной выводом Хокинга о том, что любые объекты, попадающие в черную дыру, никогда не смогут её покинуть. Этот вывод согласуется с законами термодинамики, но противоречит фундаментальным законам квантовой механики.

«Из теории струн мы пришли к выводу, что вся масса черной дыры не засасывается в центр», - сказал Самир Матур, ведущий автор исследования и профессор физики в Университете Огайо. «Черная дыра пытается сжать предметы до определенной точки, но затем частицы растягиваются в струны, они начинают вытягиваться и расширяться, и становятся пушистым шаром, который расширяется, чтобы заполнить всю черную дыру».

Исследование, опубликованное 28 декабря в Turkish Journal of Physics, показало, что теория струн почти наверняка дает ответ на парадокс Хокинга, как первоначально полагали авторы статьи. Физики доказали теоремы, показывающие, что теория пушистых шаров остается наиболее вероятным решением информационного парадокса Хокинга. Исследователи также опубликовали эссе, показывающее, как эта работа может разрешить давние загадки космологии; эссе появилось в декабре в International Journal of Modern Physics D.

В 2004 году Матур опубликовал исследование, в котором предполагалось, что черные дыры похожи на очень большие, очень беспорядочные клубки пряжи - «пушистые шарики», которые становятся больше и грязнее по мере того, как в них всасываются новые объекты.

«Чем больше черная дыра, тем больше энергии входит и тем больше становится пушистый ком», - сказал Матур. Исследование 2004 года показало, что теория струн, согласно которой все частицы во Вселенной состоят из крошечных вибрирующих струн, может быть решением парадокса Хокинга. Благодаря этой структуре пушистого шара дыра излучается, как любое нормальное тело, и здесь нет загадки.

После исследования Матура 2004 года и других подобных работ, «многие люди думали, что проблема решена», - сказал он. «Но на самом деле часть людей в сообществе теории струн думала, что будут искать другое решение информационного парадокса Хокинга. Их беспокоило, что с физической точки зрения изменилась вся структура черной дыры».

Исследования последних лет пытались согласовать выводы Хокинга со старой картиной дыры, согласно которой черная дыра может рассматриваться как «пустое пространство со всей массой в центре». Одна теория, парадигма червоточины, предполагала, что черные дыры могут быть одним концом моста в пространственно-временном континууме, а это означает, что все, что входит в черную дыру, может появиться на другом конце моста - другом конце червоточины - в другом месте в пространстве и времени.

Но для того, чтобы картина кротовой норы работала, некоторое низкоэнергетическое излучение должно выйти из черной дыры по ее краям.

Это недавнее исследование доказало «теорему о малых поправках», чтобы показать, что если бы это произошло, черные дыры не излучали бы так, как они.

Исследователи также изучили физические свойства черных дыр, включая изменение топологии квантовой гравитации, чтобы определить, будет ли работать парадигма кротовой норы.

«В каждой из версий, которые были предложены для подхода к червоточине, мы обнаружили, что физика не согласована», - сказал Матур. «Парадигма кротовой норы пытается доказать, что каким-то образом вы все еще можете думать о черной дыре как о фактически пустоте со всей массой в центре. И теоремы, которые мы доказываем, показывают, что такое изображение дыры невозможно».