Информационный парадокс черных дыр
|
Информационный парадокс черных дыр озадачивал физиков на протяжении десятилетий. Новое исследование показывает, как квантовые связи в самом пространстве-времени могут разрешить этот парадокс и при этом оставить едва заметный след в гравитационных волнах. |
Долгое время мы думали, что черные дыры, какими бы загадочными они ни были, не создают никаких проблем. Информация не может быть создана или уничтожена, но когда объекты попадают за горизонт событий, информация, которую они несут с собой, навсегда скрывается из поля зрения. Важно отметить, что он не уничтожен, а просто спрятан. |
Но затем Стивен Хокинг обнаружил, что черные дыры не совсем черные. Они испускают небольшое количество излучения и в конечном итоге испаряются, полностью исчезая с космической сцены. Но это излучение не несет с собой никакой информации, что создает знаменитый парадокс: когда черная дыра умирает, куда девается вся ее информация? |
Одно из решений этого парадокса известно как ненасильственная нелокальность. Здесь используется более широкая версия квантовой запутанности, "сверхъестественного действия на расстоянии", которое может связывать частицы. Но в более широкой картине аспекты самого пространства-времени переплетаются друг с другом. Это означает, что все, что происходит внутри черной дыры, связано со структурой пространства-времени за ее пределами. |
![]() |
Обычно пространство-время изменяется только во время бурных процессов, таких как слияние черных дыр или взрыв звезд. Но этот эффект гораздо менее заметен, он представляет собой лишь едва заметный отпечаток на пространстве-времени, окружающем горизонт событий. |
Если эта гипотеза верна, пространство-время вокруг черных дыр претерпевает крошечные возмущения, которые не являются полностью случайными; вместо этого изменения будут коррелировать с информацией внутри черной дыры. Затем, когда черная дыра исчезает, информация сохраняется за ее пределами, что разрешает парадокс. |
В недавней статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, но еще не прошедшей экспертную оценку, пара исследователей из Калифорнийского технологического института исследовали эту интригующую гипотезу, чтобы выяснить, как мы могли бы ее проверить. |
Исследователи обнаружили, что эти сигнатуры в пространстве-времени также оставляют отпечаток в гравитационных волнах, когда черные дыры сливаются. Эти отпечатки невероятно малы, настолько малы, что мы пока не в состоянии обнаружить их с помощью существующих экспериментов с гравитационными волнами. Но они действительно обладают совершенно уникальной структурой, которая возвышается над обычным волновым рисунком, что делает их потенциально наблюдаемыми. |
Следующее поколение детекторов гравитационных волн, которые должны появиться в сети в следующем десятилетии, возможно, будет обладать достаточной чувствительностью, чтобы распознать этот сигнал. Если они это увидят, это будет потрясающе, поскольку это, наконец, укажет на четкое решение тревожащего парадокса и откроет новое понимание как структуры пространства-времени, так и природы квантовой нелокальности. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|