Черните дупки се образуват, когато масивните звезди свършат горивото и имплодират. Учените казват, че са разрешили един от най-големите парадокси в науката, идентифициран за първи път от проф. Стивън Хокинг.
Според Хокинг черните дупки се държат по начин, който поставя две фундаментални теории в противоречие една с друга.
Черните дупки са мъртви звезди, които са се срутили и имат толкова силна гравитация, че дори светлината не може да избяга от тях.
Ново изследване твърди, че е разрешило парадокса, като показва, че черните дупки имат свойство, което те наричат “квантова коса“.
„Проблемът е решен!“ Проф. Ксавие Калмет от университета в Съсекс твърди това ексклузивно за BBC News. Той е сред онези, които разработиха математическите техники, които според тях са разрешили парадокса.
В основата на парадокса на Хокинг е проблем, който заплашва да подкопае две от най-важните физични теории. Общата теория на относителността на Айнщайн казва, че информацията за това какво влиза в черна дупка не може да излезе, но според квантовата механика това е невъзможно.
Проф. Калмет и колегите му казват, че са показали, че съставните части на звездата оставят отпечатък в гравитационното поле на черната дупка. Учените нарекоха този отпечатък „квантова коса“, тъй като тяхната теория замества по-ранна идея, наречена „теорема без коса“, разработена от проф. Джон Арчибалд Уилър от Принстънския университет в Ню Джърси през 60-те години на миналия век.
Проф. Уилър измисли името, защото то предава математическото описание на черна дупка: образувание, което има маса, въртене и заряд, но иначе няма други физически характеристики, „плешиво“, ако желаете.
Теоремата на проф. Калмет „за косата“, публикувана в списанието Physical Review Letters, е революционна. Той твърди, че разрешава парадокса на Хокинг, който дълбоко тревожи физиците откакто проф. Хокинг го измисли през 70-те години на миналия век.
Парадоксът повдигна възможността или квантовата механика, или общата теория на относителността да са погрешни, което е ужасяваща перспектива за теоретичните физици, защото те са двойните стълбове, на които се основава по-голямата част от цялостното разбиране за Вселената.
„Теоремата да за коса“ твърди, че разрешава парадокса чрез преодоляване на пропастта между общата теория на относителността и квантовата механика. Представата за квантовата коса позволява информацията за това какво влиза в черна дупка да излезе отново, без да се нарушава нито един от важните принципи на двете теории. Това е просто и елегантно решение.
„Това ще отнеме известно време хората да го приемат“, казва проф. Калмет, защото е толкова голяма промяна в света на теоретичната физика.
„Хокинг постави парадокса в годината, в която съм роден“, казва проф. Калмет. Оттогава много известни физици по света работят върху него, предлагайки много драматични неща, за да го обяснят, включително някои, които предполагаха, че някои аспекти на квантовата механика са погрешни.
„Така че ще отнеме известно време, докато хората приемат, че не се нуждаете от радикално решение за разрешаване на проблема“, каза проф. Калмет.
Ако „теоремата да за косата“ издържи на проверка, това може да бъде първата стъпка в свързването на теориите на относителността – която се отнасят до гравитацията и квантовата механика, която до голяма степен се фокусира върху трите други природни сили, които са електромагнетизмът и две ядрени сили.
„Едно от последствията от парадокса на Хокинг беше, че общата теория на относителността и квантовата механика са несъвместими. Това, което откриваме, е, че те са много съвместими.“
Изследователският екип, който също включва проф. Роберто Касадио от Университета в Болоня и проф. Стивън Хсу от Мичиганския държавен университет, се основава на работата на проф. Суврат Раджу от Международния център за теоретични науки в Бенгалуру, Индия. Проф. Раджу вярва, че заедно са решили парадокса на Хокинг.
„През последните няколко години беше признато, че теоремата „без коса“ се проваля поради квантовите ефекти и нашата теория разрешава парадокса на Хокинг“, казва той.
