ΕΠΙΣΤΗΜΗ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Δημοσιεύθηκε μεταθανάτια η τελευταία μελέτη του Στίβεν Χόκιγκ

Τι συμβαίνει στην πληροφορία όταν ένα αντικείμενο πέφτει μέσα σε μια μαύρη τρύπα

 11/10/2018 09:57

Δημοσιεύθηκε μεταθανάτια η τελευταία μελέτη του Στίβεν Χόκιγκ

Η τελευταία επιστημονική εργασία του Στίβεν Χόκιγκ σχετικά με τις μαύρες τρύπες και το «παράδοξο της πληροφορίας» δημοσιεύθηκε μεταθανάτια, από τους άλλους φυσικούς, με τους οποίους είχε συνεργασθεί.

Η μελέτη είναι ακόμη μια προσπάθεια να κατανοηθεί τι συμβαίνει στην πληροφορία όταν ένα αντικείμενο πέφτει μέσα σε μία μαύρη τρύπα. Δεν δίνει μία οριστική απάντηση, αλλά στρώνει το δρόμο προς αυτή την κατεύθυνση. Η εργασία, που είχε τελειώσει λίγες μέρες πριν από το θάνατο του διάσημου βρετανού φυσικομαθηματικού και κοσμολόγου φέτος τον Μάρτιο, δημοσιεύθηκε online από συναδέλφους του των πανεπιστημίων Κέιμπριτζ και Χάρβαρντ.

Το «παράδοξο της πληροφορίας», που ανακάλυψε ο Χόκιγκ πριν από 43 χρόνια, βρέθηκε στο επίκεντρο της ζωής Θεωρητικής Φυσικής του Κέιμπριτζ Μάλκολμ Πέρι, ο οποίος συνυπογράφει το κύκνειο άσμα του εμβληματικού επιστήμονα, που είχε καθηλωθεί σε αναπηρικό αμαξίδιο και μιλούσε με ηλεκτρονική φωνή λόγω σοβαρής ασθένειας.

Το λεγόμενο «παράδοξο της πληροφορίας» προκύπτει από το ότι, σύμφωνα με τον Χόκιγκ, οι μαύρες τρύπες έχουν θερμότητα και παράγουν θερμική ακτινοβολία (γνωστή πλέον ως «ακτινοβολία Χόκιγκ»). Επειδή όλα τα θερμά αντικείμενα στη φύση σταδιακά χάνουν αυτήν τη θερμότητα στο διάστημα (λόγω της εντροπίας), η ύστατη μοίρα μιας μαύρης τρύπας θεωρητικά θα είναι η εξάτμισή της. Όμως, σύμφωνα με την κβαντομηχανική, οι πληροφορίες ποτέ δεν χάνονται, οπότε τι άραγε συμβαίνει με τις πληροφορίες που περιέχονται σε ένα αντικείμενο όταν αυτό απορροφάται βαρυτικά από μία μαύρη τρύπα;

Όπως είπε ο Πέρι, «η δυσκολία έγκειται στο ότι αν ρίξει κανείς κάτι μέσα σε μία μαύρη τρύπα, αυτό δείχνει να εξαφανίζεται. Όμως, πώς θα μπορούσε οι πληροφορίες σε αυτό το αντικείμενο να ανακτηθούν κάποτε, αν η ίδια η μαύρη τρύπα στη συνέχεια εξαφανισθεί;».

Στην τελευταία εργασία τους οι Χόκιγκ, Πέρι, Σάσα Χάκο και Άντριου Στρόμιγκερ δείχνουν ότι η εντροπία μιας μαύρης τρύπας (άρα και η πληροφορία) μπορεί να καταγραφεί από τα φωτόνια που περιβάλλουν τον «ορίζοντα γεγονότων» της μελανής οπής, δηλαδή το σύνορο πέρα από το οποίο το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει λόγω της τεράστιας βαρυτικής έλξης που ασκεί η μαύρη τρύπα. Αυτά τα φωτόνια-καταγραφείς της πληροφορίας αποκαλούνται μεταφορικά «απαλές τρίχες» («soft hairs»).

Από την άλλη, σύμφωνα με τον Πέρι, «δεν ξέρουμε αν η εντροπία Χόκιγκ περιλαμβάνει τα πάντα που μπορεί να ρίξει κανείς σε μία μαύρη τρύπα, συνεπώς έχουμε κάνει στην πραγματικότητα ένα αρκετά καλό βήμα, αλλά υπάρχει ακόμη πολλή δουλειά να γίνει», όσον αφορά μια ολοκληρωμένη απάντηση στο «παράδοξο της πληροφορίας». Μια τέτοια απάντηση, όπως είπε ο βρετανός φυσικός, ουσιαστικά θα «παντρέψει» τη γενική θεωρία σχετικότητας (βαρύτητας και χωροχρόνου) του Αϊνστάιν με τη θεωρία της κβαντομηχανικής, οι οποίες μέχρι σήμερα παραμένουν ασύμβατες.

Ένα βασικό ζητούμενο προς διερεύνηση είναι πώς η πληροφορία που σχετίζεται με την εντροπία, αποθηκεύεται ως φυσική οντότητα στα φωτόνια "soft hair" και πώς στη συνέχεια αυτή η πληροφορία βγαίνει από τη μαύρη τρύπα, όταν η τελευταία σβήνει.

ΑΠΕ/ΜΠΕ

Η τελευταία επιστημονική εργασία του Στίβεν Χόκιγκ σχετικά με τις μαύρες τρύπες και το «παράδοξο της πληροφορίας» δημοσιεύθηκε μεταθανάτια, από τους άλλους φυσικούς, με τους οποίους είχε συνεργασθεί.

Η μελέτη είναι ακόμη μια προσπάθεια να κατανοηθεί τι συμβαίνει στην πληροφορία όταν ένα αντικείμενο πέφτει μέσα σε μία μαύρη τρύπα. Δεν δίνει μία οριστική απάντηση, αλλά στρώνει το δρόμο προς αυτή την κατεύθυνση. Η εργασία, που είχε τελειώσει λίγες μέρες πριν από το θάνατο του διάσημου βρετανού φυσικομαθηματικού και κοσμολόγου φέτος τον Μάρτιο, δημοσιεύθηκε online από συναδέλφους του των πανεπιστημίων Κέιμπριτζ και Χάρβαρντ.

Το «παράδοξο της πληροφορίας», που ανακάλυψε ο Χόκιγκ πριν από 43 χρόνια, βρέθηκε στο επίκεντρο της ζωής Θεωρητικής Φυσικής του Κέιμπριτζ Μάλκολμ Πέρι, ο οποίος συνυπογράφει το κύκνειο άσμα του εμβληματικού επιστήμονα, που είχε καθηλωθεί σε αναπηρικό αμαξίδιο και μιλούσε με ηλεκτρονική φωνή λόγω σοβαρής ασθένειας.

Το λεγόμενο «παράδοξο της πληροφορίας» προκύπτει από το ότι, σύμφωνα με τον Χόκιγκ, οι μαύρες τρύπες έχουν θερμότητα και παράγουν θερμική ακτινοβολία (γνωστή πλέον ως «ακτινοβολία Χόκιγκ»). Επειδή όλα τα θερμά αντικείμενα στη φύση σταδιακά χάνουν αυτήν τη θερμότητα στο διάστημα (λόγω της εντροπίας), η ύστατη μοίρα μιας μαύρης τρύπας θεωρητικά θα είναι η εξάτμισή της. Όμως, σύμφωνα με την κβαντομηχανική, οι πληροφορίες ποτέ δεν χάνονται, οπότε τι άραγε συμβαίνει με τις πληροφορίες που περιέχονται σε ένα αντικείμενο όταν αυτό απορροφάται βαρυτικά από μία μαύρη τρύπα;

Όπως είπε ο Πέρι, «η δυσκολία έγκειται στο ότι αν ρίξει κανείς κάτι μέσα σε μία μαύρη τρύπα, αυτό δείχνει να εξαφανίζεται. Όμως, πώς θα μπορούσε οι πληροφορίες σε αυτό το αντικείμενο να ανακτηθούν κάποτε, αν η ίδια η μαύρη τρύπα στη συνέχεια εξαφανισθεί;».

Στην τελευταία εργασία τους οι Χόκιγκ, Πέρι, Σάσα Χάκο και Άντριου Στρόμιγκερ δείχνουν ότι η εντροπία μιας μαύρης τρύπας (άρα και η πληροφορία) μπορεί να καταγραφεί από τα φωτόνια που περιβάλλουν τον «ορίζοντα γεγονότων» της μελανής οπής, δηλαδή το σύνορο πέρα από το οποίο το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει λόγω της τεράστιας βαρυτικής έλξης που ασκεί η μαύρη τρύπα. Αυτά τα φωτόνια-καταγραφείς της πληροφορίας αποκαλούνται μεταφορικά «απαλές τρίχες» («soft hairs»).

Από την άλλη, σύμφωνα με τον Πέρι, «δεν ξέρουμε αν η εντροπία Χόκιγκ περιλαμβάνει τα πάντα που μπορεί να ρίξει κανείς σε μία μαύρη τρύπα, συνεπώς έχουμε κάνει στην πραγματικότητα ένα αρκετά καλό βήμα, αλλά υπάρχει ακόμη πολλή δουλειά να γίνει», όσον αφορά μια ολοκληρωμένη απάντηση στο «παράδοξο της πληροφορίας». Μια τέτοια απάντηση, όπως είπε ο βρετανός φυσικός, ουσιαστικά θα «παντρέψει» τη γενική θεωρία σχετικότητας (βαρύτητας και χωροχρόνου) του Αϊνστάιν με τη θεωρία της κβαντομηχανικής, οι οποίες μέχρι σήμερα παραμένουν ασύμβατες.

Ένα βασικό ζητούμενο προς διερεύνηση είναι πώς η πληροφορία που σχετίζεται με την εντροπία, αποθηκεύεται ως φυσική οντότητα στα φωτόνια "soft hair" και πώς στη συνέχεια αυτή η πληροφορία βγαίνει από τη μαύρη τρύπα, όταν η τελευταία σβήνει.

ΑΠΕ/ΜΠΕ

ΣΧΟΛΙΑ

ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ

Επιλέξτε Κατηγορία