Du mokslininkai pareiškė norą dalyvauti lenktynėse dėl juodųjų skylučių informacijos paradokso, kuriame visos teorinės fizikos buvo įtrauktos daugelį metų, su nauju įrankiu - lazeriu.
Taigi, ką lazeriai gali padaryti su juodomis skylėmis? Žinoma, tai ne smulkūs prietaisai, kurių pagalba daugelis savo kačių linksmina, tai yra lazerio spinduliuotė, kaip pagrindinė fizikos sąvoka, ir jos taikymas informacijai, kuri išnyksta juodojoje skylėje.
Žodžiai „lazeris“ apskritai yra santrumpa, tai reiškia „švytėjimo stiprinimą stimuliuojamomis emisijomis“ (šviesos stiprinimas, stimuliuojant spinduliuotę). Paprasčiausia forma lazerio spinduliuotę generuoja fotono sąveika su sužadintu atomu, kuris jį kopijuoja ir taip sukuria švytėjimą. Tokiu būdu sukuriami kolimizuoti nuoseklūs šviesos spinduliai, plačiai naudojami ryšių, pramonės ir pramogų srityse.
Chris Adami
Mičigano universiteto fizikos mokytojas Chrisas Adami lygina lazerį su kopijuokliu, kuris gali padaryti dvi identiškas kopijas. Jei taikysime šį mechanizmą įvykių horizontui, Adami teigimu, mes galime rasti sprendimą dėl vadinamojo „ugnies sienos paradokso“ ant juodųjų skylių ribos.
Balandžio 7 d. Išleistas klasikinis ir Kvantinis Gravitumas paskelbė Chris Adami ir Greg Veg Stig (Greg Ver Steeg) bendrą straipsnį iš Pietų Kalifornijos universiteto Los Andžele. Ugnies siena (ugniasienė) netapo visuotinai pripažintu sprendimu fizikos pasaulyje per dešimtmečius trukusias diskusijas apie informaciją, kuri išnyko juodose skylėse.
Aštuntajame dešimtmetyje garsus juodosios skylės tyrėjas Stephen Hawking padarė prielaidą, kad juodosios skylės nėra tokios juodos. Pagal Hawkingo požiūrį į kvantinę fiziką, staiga atsiranda virtualių dalelių poros, sunaikinamos viena kitos ir greitai išnyksta. Ir tiesiai į renginio horizontą yra taškas, kuriame erdvės laiko iškraipymas yra toks stiprus, kad net spinduliuotė negali išvengti juodosios skylės kontrolės. Atitinkamai, virtuali dalelė gali būti sulaikyta taip, kaip ji buvo, ir vengiama sunaikinti savo „partnerio“, taip tapdama tikra ir paimant mažą medžiagos dalį iš juodosios skylės.
Šis nedidelis masės „garavimas“ vadinamas Hawking spinduliuote ir radikaliai pakeitė mūsų vaizdą apie juodąsias skyles - paaiškėja, kad jie išgaruoja ir anksčiau ar vėliau (priklausomai nuo jų masės) išnyksta. Paaiškėjo, kad juodosios skylės nėra tokios pastovios, kaip mes kada nors manėme.
„Hawking spinduliuotės“ sąvoka reiškė, kad atsirado gyvybiškai svarbus ir sunkus teorinis klausimas, kuris virto juodųjų skylučių sąveika su informacija. Galų gale, visa informacija, kuri patenka į juodąją skylę, žlunga ir dingsta, visiškai išgaruoja. Ir toks scenarijus pažeidžia mūsų supratimą apie tai, kaip visata veikia fiziškai. Taigi, ar informacija iš tikrųjų yra sunaikinta, ar tai vis dar nežinoma?
Keletą dešimtmečių nesutarimų tarp mokslininkų (įskaitant „Hawking“ ir kitus pagrindinius asmenis), naujausia pažanga šiuo klausimu įvyko 2012 m., Kai Kalifornijos universiteto „Santa Barbara“ vadovaujama Joseph Polchinsky vadovaujama fizika tyrinėjo išnykimo paradoksą. Jei juodosios skylės tikrai nepažeidžia informacijos, kažkas atsitinka ties juodosios skylės įvykio, vadinamo „ugnies siena“, horizontu.
Šiais metais „Hawking“ teigė, kad ugnies siena yra nereikalinga koncepcija, ir gynė savo „chaoso sieną“, kuri atsitiktinai susimaišo informaciją (taip nepažeisdama kvantinių taisyklių) ir pakeičia įvykių horizonto vietą priklausomai nuo gaunamos informacijos. „Hawking“ pasiūlytame scenarijuje nėra renginio horizonto klasikinėje prasme, ją pakeičia „matomas horizonto“.
Akivaizdu, kad tai nėra pergalė Hawkingui ar kitiems kitiems, tik dar viena idėja, kuri tam tikru būdu sukuria pusiausvyrą tarp akivaizdžiai prieštaringų teorijų apie informaciją, kuri patenka į juodąją skylę.
Galbūt viskas yra pernelyg sudėtinga, arba tinkamai dėmesys nebuvo skiriamas pačiam mechanizmui. Būtent čia atsiranda Adami idėja apie stimuliavimą.
Pranešime spaudai apie televiziją Adami kalbėjo apie jo viziją. Jo nuomone, fizika negali būti nuosekli, nesilaikant A. Einšteino jau 1917 m. Pasak jo, prieš juodąją skylę sugeria bet kokia informacija, turi būti sukurta jo kopija, kuri išlieka išorėje.
Teorinis Arizonos universiteto fizikas Paulas Davis gyrė Chris Adami sprendimą kaip teisingą. Jis pridūrė, kad tai buvo nuostabi, kaip taip daug metų buvo paslėpta tokia paprasta forma.
Kadangi klausimas yra susijęs su juodosios skylės įvykių horizontu, Adami mano, kad spinduliuotė susidaro stimuliuojama spinduliuote, tuo pačiu išlaikant informacijos, kuri patenka į skylę, kopiją. Ši spinduliuotė skiriasi nuo Hawking spinduliuotės, kuri taip pat turi vietą.
Priverstinė spinduliuotė pagal Adami ir Vera Stig publikaciją yra labai panaši į informacijos kopijavimo procesą: viena dalelė patenka, du išeina su tuo pačiu kvantinių skaičių rinkiniu.
Tačiau kvantiniame pasaulyje informacija negali būti visiškai kopijuojama (koncepcija, vadinama neįmanoma klonavimo teorema), ir paaiškėja, kad spontaniška emisija (Hawking spinduliuotė) trukdo tobulam klonavimui, sukuriant būtiną minimalų triukšmą.
Mokslininkai teigia, kad šis tyrimas nėra tiesiogiai susijęs su informacija, esančia už juodosios skylės ribų. Tačiau, kadangi stimuliuojama spinduliuotė vis dar gali atsirasti per šį horizontą, šis sprendimas gali pasirodyti teisingas informacijos paradokso problemai.
Adami mano, kad dabar Stephen Hawking teorija papildyta. Jo nuomone, juodųjų skylučių teorijos tuštuma yra uždaryta, o tai suteikė jam galimybę miegoti naktį.
Taigi, kitas klausimas, kuris gali kilti, yra tai, kaip aptikti šią stimuliuojamą spinduliuotę, jei ji iš tikrųjų egzistuoja?
