Stephenas Hawkingas: juodųjų skylių nėra

Šis anotuotas vaizdas žymi keletą modeliavimo funkcijų, įskaitant juodosios skylės įvykių horizontą. (Vaizdo kreditas: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras/J. Schnittman, J. Krolik (JHU) ir S. Noble (RIT))

Skaitydamas naują straipsnį Stephenas Hawkingas Šią savaitę internete pasirodžiusi, jums būtų buvę atleista, manydami, kad visame pasaulyje žinomas britų fizikas mus apgaudinėja. Hawkingo nepaskelbtas darbas pavadinimu „ Informacijos išsaugojimas ir orų prognozė juodosioms skylėms 'ir įkelta į arXiv išankstinio spausdinimo paslaugą - pareiškia, kad' nėra juodųjų skylių “.

ANALIZĖ: Hawkingas: puikus mokslininkas, blogas lošėjas

Turėkite omenyje, kad Hawkingo pamatinių uolienų garinimo teorija pakeitė mūsų supratimą, kad gravitaciniai behemotai nėra nemirtingi; per kvantinį keistumą jie laikui bėgant „Hawkingo spinduliuote“ išleidžia daleles (taigi ir masę). Be to, astronomai randa naujų ir įdomių juodųjų skylių aptikimo būdų - jie netgi dirba prie interferometrų tinklo, kuris netrukus gali sugebėti tiesiogiai atvaizduoti juodosios skylės įvykių horizontą !

Profesorius Stephenas Hawkingas kalba apie „Kodėl turėtume eiti į kosmosą“ NASA paskaitų serijoje, 2008 m. Balandžio 21 d.(Vaizdo kreditas: NASA/Paul Alers)

Ar Hawkingas persigalvojo? Ar juodosios skylės tėra mūsų kolektyvinės vaizduotės vaisius? Ar visos tos teorijos apie „alternatyvias“ kosmoso teorijas yra teisingos ?!

Laimei, ne.

Stephenas Hawkingas nepakeitė savo nuomonės dėl viso juodosios skylės dalyko, tačiau į viešumą išmetė sudėtingą fizikos paradoksą, kuris pastaruosius 18 mėnesių graužė teorinės fizikos esmę.

Juodosios skylės yra keistos sritys, kuriose gravitacija yra pakankamai stipri, kad sulenktų šviesą, iškreiptų erdvę ir iškreiptų laiką. [Žiūrėkite, kaip juodosios skylės veikia šioje guesswhozoo.com infografikoje.](Vaizdo kreditas: Karl Tate, guesswhozoo.com bendraautoris)

„Black Hole“ kovos klubas

Viskas susiveda į konfliktą tarp dviejų pagrindinių fizikos idėjų, valdančių pačią mūsų Visatos struktūrą; bendrojo Einšteino reliatyvumo ir kvantinės dinamikos susidūrimas. Ir taip atsitinka, kad kraštutinė aplinka juodojoje skylėje ir aplink ją yra tobulas „kovos klubas“, kad abi teorijos ją išsklaidytų. Bet kokia yra pirmoji kovos su juodosios skylės taisyklė? Nekalbėkite apie užkardą, kad nesusigundytumėte ginču su teoriniu fiziku.

VIDEO: Hawkingas: Mums reikia palikti Žemę

Kalifornijos technologijos instituto (Caltech) paskaitoje 2013 m. Balandžio mėn Hawkingas ir kiti žinomi teoriniai fizikai turėjo galimybę apibūdinti nagrinėjamą problemą. Pavyzdžiui, Caltecho „Kip Thorne“ ugniasienės paradoksą apibūdino kaip „degančią teorinės fizikos problemą“.

Šios degančios problemos pagrindas yra tas, dėl kurio juodosios skylės tampa juodos - įvykių horizontas . Paprasčiausios formos juodosios skylės įvykių horizontas yra taškas, kuriame net šviesa negali ištrūkti iš masyvios juodosios skylės savitumo gravitacinių sankabų. Jei šviesa negali pabėgti, suprantama, kad ji erdvėje pasirodys kaip juoda sfera. Tai kosminė vienpusė gatvė: viskas įeina, niekas neišeina.

Nelaimingas astronautas

Bendrojo reliatyvumo visatoje astronautas, turėjęs nelaimės nukristi link juodosios skylės, nepastebėjo nieko nepageidaujamo, kai jie perėjo įvykių horizontą. Tai būtų gana ramus įvykis, be jokios dramos. „Nors vėliau būsite pasmerkti ir susidursite su labai stipriomis gravitacinėmis jėgomis, kurios jus atitrauks“, - 2013 m. „Caltech“ renginyje pažymėjo „Caltech“ fizikas Johnas Preskillis. [Keisčiausios juodosios skylės visatoje]

Tačiau kvantinė visata prieštarauja šiai „be dramos“ įvykių horizonto idėjai, kaip numato bendras reliatyvumas.

2012 m. Grupė fizikų, vadovaujama Josepho Polchinskio iš Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje, atskleidė savo išvadą, kad jei juodosios skylės tikrai nesunaikina informacijos - požiūris, kurį pats Hawkingas nenoriai pasisako - ir kad informacija gali išeiti iš juodosios skylės per Hawkingo spinduliuotė, Turi būti siautėjantis pragaras tiesiog įvykių horizonte, kurį jie vadina „ugniasiene“.

Šiuo atveju, užuot patekęs į „be dramos“ įvykių horizontą, mūsų nelaimingas astronautas sudegina iki trapumo, prieš tai jį suplėšydamas potvynio šlytis. Tai yra „be dramos“ priešingybė ir todėl paradoksas.

ANALIZĖ: „Death by Black Hole“ užkardos deginimas turi būti

Šis akivaizdus konfliktas tarp to, ką numato bendras reliatyvumas, ir to, ką prognozuoja kvantinė dinamika - dvi labai nusistovėjusios fizikos sritys - yra būtent tai, ką bando suprasti teoriniai fizikai. Atrodo, kad taip dar viena situacija, kai gravitacija ir kvantinė dinamika nėra gražios kurių sprendimas gali pakeisti požiūrį į Visatą.

Taigi, kai Hawkingas, vienas iš pagrindinių didžiųjų ugniasienės debatų dalyvių, rašo trumpą pranešimą šia tema (nepriklausomai nuo to, ar jis buvo paskelbtas), pasaulis atkreipia dėmesį.

Hawkingo paradokso sprendimas pašalina juodosios skylės įvykių horizontą, taip pašalindamas paradoksą; nėra įvykių horizonto, nėra užkardos. Bet mums sakoma, kad visos juodosios skylės turi įvykių horizontus - ribą, kurios negali peržengti ar amžinai pasiklysti juodosios skylės viduje - ką tai duoda? [Jokio pabėgimo: kaip veikia juodosios skylės (infografika)]

Hawkingas mano, kad renginio horizonto idėją reikia persvarstyti. Vietoj to, kad įvykių horizontas būtų aiški linija, už kurios net šviesa negali pabėgti, Hawkingas remiasi „tariamu horizontu“, kuris keičia formą pagal kvantinius svyravimus juodosios skylės viduje - tai beveik kaip „pilka zona“ ekstremaliai fizikai. Akivaizdus horizontas nepažeistų nei bendrojo reliatyvumo, nei kvantinės dinamikos, jei regionas, esantis už horizonto, yra susipainiojęs, chaotiškas informacijos netvarka.

NAUJIENOS: baisu ryšys: kirmgraužos ir kvantinis pasaulis

„Taigi, kaip ir orų prognozavimas Žemėje, informacija bus faktiškai prarasta, nors vienybės neprarastume“, - rašo Hawkingas. Tai iš esmės reiškia, kad nors informacija gali išeiti iš juodosios skylės, jos chaotiškas pobūdis užtikrina, kad jos negalima interpretuoti, apeinant ugniasienės paradoksą.

Nereikia nė sakyti, kad šis dokumentas mažai įtikino Polchinskį. „Atrodo, kad (Hawkingas) pakeičia užkardą chaoso siena, o tai gali būti tas pats“ jis sakė „New Scientist“ .

Daugelį teorinių diskusijų sunku suvokti ir fizinių įvykių, kurių negalime patirti kasdieniame gyvenime, skaičiavimo rezultatas. Tačiau nesuklyskite su šiomis diskusijomis kaip tik argumentu teorinės fizikos bendruomenėje. Jos pagrindai yra didėjantis diskomfortas, kurį mes jaučiame dėl bendro reliatyvumo ir kvantinės dinamikos neatitikimo (ypač koks yra gravitacijos vaidmuo kvantiniame pasaulyje) - problemos, kurios negalima išspręsti turint dabartinį supratimą apie visatą.

Galų gale, būtent šioms mokslo problemoms mes kuriame daugiamiljardinius dolerių dalelių greitintuvus.

Šaltinis: Gamtos naujienos

Šį straipsnį pateikė Atradimų naujienos .