Objavljen je poslednji naučni rad pokojnog Stivena Hokinga u kojem poznati fizičar pokušava da odgonetne šta se dešava sa informacijom kad objekat padne u crnu rupu.
Foto: Flickr/NASA HQ PHOTO
Rad, koji su objavili Hokingovi dugogodišnji saradnici s Kembridža i Harvarda, bavi se onim što teorijski fizičari nazivaju "informacijskim paradoksom", a poznati naučnik ga je dovršio nekoliko dana pre smrti u martu ove godine, piše Gardijan.
Malkolm Peri, profesor teorijske fizike na Kembridžu i koautor studije “Entropija crne rupe i meka vlas” kaže da je "informacijski paradoks" bio središnja tema Hokingovog života poslednjih 40 godina.
Ovom temom prvi se bavio Albert Ajnštajn 1915. godine, kada je i objavio svoju Teoriju relativiteta u kojoj je opisao kako gravitacija proizlazi iz zakrivljenosti prostor-vremena, što uzrokuje i okretanje planeta oko Sunca. Ali Ajnštajnova teorija ponudila je i važne pretpostavke u vezi sa crnim rupama koje u potpunosti definišu masa, naboj i okret.
Skoro 60 godina kasnije, Hoking je ovoj teoriji dao i svoj doprinos, kada je utvrdio da crne rupe imaju i temperaturu. A s obzirom na to da vrući objekti u svemiru gube toplinu, krajnja sudbina crne rupe je da ispari i nestane. Ali ovaj dodatak Ajnštajnovoj teoriji ima jedan problem. Pravilo kvantnog sveta je da informacija nikad ne nestaje. Šta se, onda, događa s informacijama sadržanima u objektu - priroda Mesečevih atoma, na primer - kad upadnu u crnu rupu?
"Problem je u tome što ako ubacite nešto u crnu rupu, to nešto naizgled nestane. Kako će informacija kasnije biti vraćena ako i sama crna rupa nestane?", pita se Peri.
Foto: Pixabay
U svom poslednjem radu, Hoking i kolege pokazali su kako se neke informacije mogu sačuvati. Ako bacite predmet u crnu rupu, trebalo bi da se promeni temperatura crne rupe, a time i svojstvo zvano entropija, mera unutrašnjeg nereda nekog objekta koja se povećava što je objekat topliji.
Fizičari, među kojima su i Saša Hako s Kembridža i Endru Stronmajnger s Harvarda, dokazali su da entropija crne rupe može da bude snimljena pomoću fotona koji okružuju ivicu horizonta crne rupe, mesta s kojeg zbog snažne gravitacije ni svetlost više ne može da umakne. Taj sjaj fotona naučnici nazivaju "meka vlas".
"Ovaj naučni rad pokazuje da se i 'meka vlas' može uračunati u entropiju i da ona zaista čini pravu stvar. Mislimo da je ovo korak u pravom smeru, ali da je pred nama još puno posla", dodao je Peri.
Nekoliko dana pre Hokingove smrti, Peri i Stromajnger radili su na istraživanju, nesvesni koliko je Hokingu zaista loše. Pozvali su ga da mu kažu šta su u međuvremenu uradili i to je bila njihova poslednja naučna rasprava.
"Hoking je tada već vrlo teško komunicirao. Ali, kad sam mu objasnio dokle smo stigli s tekstom, samo se nasmejao. Rekao sam mu da smo na tragu nečega, ali on je već tada znao konačni rezultat", dodao je Peri.
Među nepoznanicama koje Peri i njegovi kolege još moraju da razjasne je i to kako se informacije povezane s entropijom fizički skladište u mekoj vlasi te kako ta informacija izlazi iz crne rupe kad ova ispari.
"Ako ubacim nešto u crnu rupu, da li su sve informacije o tome smeštene na ivici horizonta crne rupe? Odgovor na to pitanje biće ujedno i rešenje informacijskog paradoksa. Ako je to samo polovina ili 99 odsto informacije, to nije dovoljno. Niste rešili paradoks. To je prvi korak, ali to još nije kompletno rešenje", objasnio je.
Šta kažu drugi naučnici
Marika Tejlor, profesorka teorijske fizike na Univerzitetu Sautempton i bivša Hokingova studentkinja, kaže:
"Razumevanje mikroskopskog porekla ove entropije - koja su osnovna kvantna stanja koja se uračunavaju u entropiju? - jeste jedan od najvećih izazova u poslednjih 40 godina. Ovaj rad predlaže način razumevanja entropije za astrofizičke crne rupe baziran na simetriji ivice horizonta. Autori su izneli nekoliko ozbiljnih pretpostavki pa će sledeći korak biti pokazati da su te pretpostavke tačne".
Svoje mišljenje dao je i Huan Maldacena, teorijski fizičar na Institutu za napredne studije u Prinstonu.
"Hoking je otkrio da crne rupe imaju temperaturu. Znamo da je kod običnih stvari temperatura rezultat kretanja molekula: što se brže kreću, temperatura je viša. Ali, kod crnih rupa nije jasno od čega se one sastoje i da li je to povezano s horizontom crne rupe... Ovaj rad dokazuje da u blizini ivice horizonta crne rupe imamo takvu vrstu posebne simetrije."
