Информационният парадокс на черната дупка на Стивън Хокинг обърква учените в продължение на половин век и кара някои да поставят под въпрос фундаменталните закони на физиката. Сега учените твърдят, че може би са решили скандалния проблем, като са показали, че черните дупки имат свойство, известно като "квантова коса". Ако се окаже вярно, това би означавало скок напред в теоретичната физика.
Професор Ксавие Калмет от университета в Съсекс, който ръководи работата, каза, че след като работил върху математиката зад проблема в продължение на десетилетие, неговият екип е направил бърз напредък миналата година, което им дава увереност, че най-накрая са разбили проблема. Работата е публикувана в списанието Physical Review Letters.
„Общо взето в научната общност се приемаше, че разрешаването на този парадокс ще изисква огромна промяна на парадигмата във физиката, което налага потенциалното преформулиране или на квантовата механика, или на общата теория на относителността. Това, което открихме - и мисля, че е особено вълнуващо - е, че това не е необходимо", каза Калмет.
Парадоксът на Хокинг се свежда до следното: правилата на квантовата физика гласят, че информацията се запазва. Черните дупки представляват предизвикателство за този закон, защото след като даден обект влезе в черна дупка, той по същество изчезва завинаги - заедно с всяка информация, кодирана в него. Хокинг идентифицира този парадокс и в продължение на десетилетия той продължава да обърква учените.
Имаше безброй предложени решения, включително „теория на защитната стена", в която се предполагаше, че информацията изгаря преди да влезе в черната дупка, „теория на топката", в която се смяташе, че черните дупки имат неясни граници, и различни екзотични варианти на теорията на струните . Но повечето от тези предложения изискваха пренаписване на законите на квантовата механика или теорията на гравитацията на Айнщайн, двата стълба на съвременната физика.
За разлика от тях, теоремата за квантовата коса твърди, че разрешава парадокса чрез преодоляване на пропастта между общата теория на относителността и квантовата механика с помощта на нова математическа формулировка.
Името „квантова коса" е поклон към възгледа, базиран на класическата физика, че черните дупки могат да се разглеждат като изненадващо прости обекти, определени само от тяхната маса и скорост на въртене. Прогнозата за плешиви, безлики черни дупки е наречена „теорема без коса" през 70-те години на миналия век.
Калмет и неговите сътрудници смятат, че черната дупка е по-сложна или „космата". Те предполагат, че тъй като материята колабира в черна дупка, тя оставя слаб отпечатък в нейното гравитационно поле. Този отпечатък се нарича "квантова коса" и, казват авторите, би осигурил механизма, чрез който информацията се запазва по време на колапса на черна дупка. Според тази теория две черни дупки с еднакви маси и радиуси, но с различен вътрешен състав, биха имали много фини разлики в техните гравитационни полета.
„Нашето решение не изисква никаква спекулативна идея; Вместо това нашето изследване показва, че двете теории могат да се използват за извършване на последователни изчисления за черни дупки и за обяснение как се съхранява информацията, без нужда от радикално нова физика", каза Калмет.
Няма очевиден начин да се тества теорията чрез астрономически наблюдения - гравитационните флуктуации биха били твърде малки, за да бъдат измерими. Но теорията вероятно ще бъде подложена на задълбочен контрол от теоретичната общност.
