Mjesec dana nakon što su Stephen Hawking i njegovi kolege objavili članak o crnim rupama, fizičari se još uvijek bore za postizanje konsenzusa. Neki ga pozdravljaju kao svježi način rješavanja zagonetke crne rupe; drugi nisu sigurni u njezin autoritet. Bivši podržavaju tvrdnju o pretprintu da on pruža obećavajući način da se riješi misterija tzv. Paradoksa informacija o crnoj rupi o kojem je Hawking zaključio prije više od 40 godina.
"Mislim da postoji opće uzbuđenje što na poznate stvari možemo gledati na drugačiji način, razbiti ćemo mrtvu točku", kaže Andrew Strominger, fizičar sa Sveučilišta Harvard u Cambridgeu, koautor jednog od najnovijih djela. Strominger je predstavio rezultate svog rada 18. siječnja 2016. na Sveučilištu u Cambridgeu, gdje sjedište Hawking.
Mnogi nisu uvjereni da ovaj pristup može riješiti paradoks, iako priznaju da on rasvjetljava razne probleme fizike. Sredinom 70-ih Hawking je otkrio da crne rupe nisu potpuno crne, ali emitiraju malo zračenja. Prema kvantnoj fizici, iz kvantnih kolebanja neposredno izvan horizonta događaja - točke vraćanja crne rupe - trebali bi nastati parovi čestica. Neke od tih čestica napuštaju gravitaciju crne rupe, ali oduzimaju dio njene mase, što rezultira da se crna rupa polako steže i na kraju nestane.
U radu objavljenom 1976. Hawking je naznačio da će bježeće čestice - danas poznate kao Hawkingova zračenja - imati potpuno slučajna svojstva. Kao rezultat toga, kada crna rupa nestane, informacije pohranjene u njoj će izgubiti svemir. No, ovaj se rezultat ne uklapa u zakone fizike, prema kojima se informacije, poput energije, čuvaju, što stvara paradoks. "Ovaj je rad izazvao više besanih noći za teorijske fizičare nego bilo koji drugi rad u povijesti", podsjetio je Strominger.
Pogreška je, objasnio je, zanemariti potencijal praznog prostora za nošenje informacija. U svom se radu, zajedno s Hawkingom i trećim koautnikom Malcolmom Perryjem, također sa Sveučilišta u Cambridgeu, okreće mekim česticama. To su niskoenergetske verzije fotona, hipotetičke čestice poznate kao gravitoni i druge čestice. Donedavno su se koristili za proračun u fizici čestica. No, autori primjećuju da vakuum u kojem se nalazi crna rupa ne mora biti lišen čestica - samo energije - i zbog toga meke čestice mogu biti prisutne u nultom energetskom stanju.
Sve što padne u crnu rupu, nastavljaju oni, ostavlja otisak - otisak - na ovim česticama. "Ako ste u vakuumu i udišete zrak - pretpostavimo da udišete puno mekih gravitona", kaže Strominger. Nakon ove smetnje, vakuum oko crne rupe se mijenja, a informacije se na kraju spremaju.
U radu se predlaže mehanizam za prenošenje tih informacija u crnu rupu - što teoretski rješava paradoks. Da bi to učinili, autori su izračunali kako dekodirati podatke u kvantnom opisu horizonta događaja, poznatom kao "kosa crne rupe".
Promotivni video:
Tricky tranzicija
Ipak, rad je daleko od završetka. Abhay Ashtekara, koja proučava gravitaciju na Sveučilištu Pennsylvania u University Park, kaže da smatra kako autoričina metoda prenošenja informacija u crnu rupu ("meku kosu") nije uvjerljiva. I autori priznaju da još ne znaju kako bi se te informacije mogle naknadno prenijeti Hawkingovim zračenjem, a ovo je nužan sljedeći korak.
Stephen Avery, teorijski fizičar sa Sveučilišta Brown u Providenceu, Rhode Island, skeptičan je oko mogućnosti da se ovaj pristup riješi paradoksa, ali definitivno vjeruje da će to proširiti značenje mekih čestica. Napominje da je Strominger otkrio da meke čestice otkrivaju suptilne simetrije poznatih sila prirode, "od kojih su neke poznate, a neke nove."
Ostali fizičari više su optimistični u pogledu izgleda ove metode u rješavanju informacijskog paradoksa. Sabine Hossenfelder iz Njemačkog instituta za napredno istraživanje kaže da bi rezultati "meke kose", zajedno s njezinim vlastitim istraživanjem, mogli riješiti kontroverze oko crnih rupa poput problema sa zaštitnim zidom. Vidite, postavlja se pitanje može li horizont događaja postati izuzetno vruć zbog Hawkingova zračenja. To je u suprotnosti s Einsteinovom općom relativnošću prema kojoj promatrač koji prolazi kroz horizont ne bi primijetio nagle promjene okoline.
"Ako vakuum ima različita stanja," kaže Hossenfelder, "tada možete prenijeti informacije u zračenje bez davanja energije na horizont. Zbog toga neće postojati vatrozid."