Червоточины могут помочь решить печально известный парадокс черной дыры, говорится в новой забавной статье.

Что происходит с информацией после того, как она пересекает горизонт событий черной дыры? Были предположения, что инженерные червоточины могут помочь нам решить эту досадную проблему, но математика оказалась, мягко говоря, сложной.

В новом исследовании международная группа физиков придумала обходной путь, чтобы лучше понять, как схлопывается черная дыра, не нарушая фундаментальные законы квантовой физики (подробнее об этом чуть позже).

Хотя это очень теоретическая работа, она предполагает, что есть вещи, которые мы, скорее всего, упустим в своем стремлении их решить. общая теория относительности с квантовой механикой.

«Мы открыли новую геометрию пространства-времени со структурой, похожей на червоточину, которая упускалась из виду в обычных расчетах», Физик Канато Гото говорит: из Корнельского университета и RIKEN в Японии.

«Вычисление энтропии с использованием этой новой геометрии дает совершенно другой результат».

Информационный парадокс черной дыры — одно из нерешенных противоречий между общей теорией относительности Эйнштейна и квантовой механикой.

В общей теории относительности горизонт событий черной дыры считается точкой невозврата. Все, что находится за пределами этой критической точки, безжалостно покрыто гравитационным колодцем черной дыры, и никакой скорости во Вселенной, даже скорости света в вакууме, недостаточно для скорости убегания. Прошло, вот и все. грудастая. Необратимый.

Затем он пришел Стивен Хокинг в 1970-х годах, предполагая, что с учетом квантовой механики черные дыры В конце концов, он может излучать радиацию.

Это происходит, согласно теории, в результате того, что черная дыра вмешивается в волновые свойства окружающих частиц, заставляя ее светиться при температуре, которая становится выше по мере того, как черная дыра становится меньше.

В конечном счете, это свечение должно заставить черную дыру сжаться до нуля.

«Это называется испарением черной дыры, потому что черная дыра сжимается, как испаряющиеся капли воды». Гото объясняет.

Поскольку «вспышка» изначально отличается от того, что происходит в черной дыре, может показаться, что все, что было вставлено в испаряющуюся черную дыру, исчезло навсегда. Но согласно квантовой механике информация не может просто исчезнуть из Вселенной. Многие физики обнаружили возможность того, что эта информация каким-то образом закодирована. Излучение Хокинга.

Гото и его команда хотели исследовать эту идею математически, рассчитав невозможно Излучение Хокинга вокруг черной дыры. Это мера возмущения в системе, и ее можно использовать для диагностики потери информации в излучении Хокинга.

согласно с 1993 г. бумага По словам физика Дона Пейджа, если турбулентность обратится вспять и энтропия упадет до нуля, когда черная дыра исчезнет, ​​парадокса потерянной информации следует избегать. К сожалению, в квантовой механике нет ничего, что допускало бы такое обращение.

Введите червоточину или, по крайней мере, ее математическую копию в очень конкретных моделях Вселенной. Это соединение между двумя областями искривленного листа пространства-времени, чем-то похожее на мост через долину.

Думая об этом таким образом в сочетании с черными дырами, мы получаем другой способ расчета энтропии излучения Хокинга, говорит Гото.

«Червоточина соединяет внутреннюю часть черной дыры и излучение снаружи, как мост» он объясняет.

Когда команда выполнила свои расчеты с использованием модели червоточины, их результаты совпали с кривой энтропии страницы. Это говорит о том, что информация за горизонтом событий черной дыры вовсе не может быть потеряна навсегда.

Но, конечно, остаются некоторые вопросы. Пока мы не ответим на эти вопросы, мы не можем считать, что информационный парадокс черной дыры окончательно разрешен.

«Мы до сих пор не знаем основного механизма того, как информация передается излучением», Гото говорит. «Нам нужна теория квантовой гравитации».

Поиск был опубликован в Журнал физики высоких энергий.