Eπιστήμονες ισχυρίζονται ότι οι “τριχωτές μαύρες τρύπες” εξηγούν το παράδοξο του Χόκινγκ

Οι μαύρες τρύπες είναι τα “απομεινάρια” άστρων πολύ μεγάλης μάζας, τα οποία κατέρρευσαν υπό την επίδραση της βαρύτητάς τους, όταν εξαντλήθηκαν τα πυρηνικά τους “καύσιμα”. Το βασικό χαρακτηριστικό τους είναι η τεράστια συγκέντρωση μάζας, με συνέπεια το βαρυτικό τους πεδίο να είναι τόσο ισχυρό ώστε ούτε το φως να μην μπορεί να διαφύγει. Συνεπώς, οποιοδήποτε φωτόνιο ή μάζα βρεθεί στην “εμβέλεια” αυτού του πεδίου, που ονομάζεται ορίζοντας γεγονότων, καταλήγει αναπόφευκτα στη μαύρη τρύπα.

Σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα, καθώς η μαύρη τρύπα “καταπίνει” για πάντα τα φωτόνια και τα σώματα που θα βρεθούν μέσα στον ορίζοντα γεγονότων, καταστρέφει για πάντα και τις περισσότερες πληροφορίες που είναι κωδικοποιημένες σε αυτά. Έτσι, από εκείνη τη στιγμή κι έπειτα, αυτές οι πληροφορίες δεν μπορούν να ανακτηθούν από έναν εξωτερικό παρατηρητή.

Με βάση όμως την Κβαντική φυσική, η πληροφορία δεν μπορεί να εξαφανισθεί και θα πρέπει να διατηρείται πάντοτε. Μία αντίφαση που ονομάστηκε “παράδοξο της χαμένης πληροφορίας” και απασχολεί εδώ και τέσσερις δεκαετίες τους φυσικούς, αφού η λύση του θα “συμφιλίωνε” αυτές τις δύο θεωρίες.

Το λεγόμενο “παράδοξο της πληροφορίας” προκύπτει από το ότι, σύμφωνα με τον Χόκινγκ, οι μαύρες τρύπες έχουν θερμότητα και παράγουν θερμική ακτινοβολία (γνωστή πλέον ως “ακτινοβολία Χόκινγκ”).

Επειδή όλα τα θερμά αντικείμενα στη φύση σταδιακά χάνουν αυτή τη θερμότητα στο διάστημα (λόγω της εντροπίας), η ύστατη μοίρα μιας μαύρης τρύπας θεωρητικά θα είναι η εξάτμισή της. Όμως, όπως αναφέραμε και πριν, 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 μια μαύρη τρύπα;

Στην τελευταία εργασία τους οι Χόκινκ, Πέρι, Σάσα Χάκο και Άντριου Στρόμινγκερ 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”).

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.

Σύμφωνα με τον Χόκινγκ λοιπόν, οι πληροφορίες της ύλης και του φωτός δεν καταλήγουν στη μαύρη τρύπα. Αντίθετα, αποθηκεύονται με τη μορφή ολογραμμάτων, δηλαδή μιας δισδιάστατης περιγραφής των τρισδιάστατων οντοτήτων.

Η εκπεμπόμενη ακτινοβολία μεταφέρει τα ολογράμματα στον έξω κόσμο, αποτελώντας επομένως τον τελευταίο “κρίκο” του μηχανισμού που προτείνει ο Χόκινγκ ως απάντηση στο παράδοξο. Ωστόσο, παρόλο που με αυτόν τον τρόπο η πληροφορία τελικά δεν εξαφανίζεται, αυτό δεν σημαίνει πως μπορεί να ανακτηθεί, αφού “επιστρέφει” στο σύμπαν σε χαοτική και άχρηστη μορφή.

Νέα έρευνα ισχυρίζεται ότι έχει επιλύσει το παράδοξο, πηγαίνοντάς το ένα βήμα παραπέρα, δείχνοντας ότι οι μαύρες τρύπες έχουν μια ιδιότητα που ονομάζουν “quantum hair”.

Ο καθηγητής Xavier Calmet του Πανεπιστημίου του Sussex μίλησε αποκλειστικά στο BBC News. Ο καθηγητής και οι συνεργάτες του αναφέρουν τώρα πως τα συστατικά του “νεκρού άστρου” αφήνουν ένα αποτύπωμα στο βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας που το επηρεάζουν σημαντικά. Οι επιστήμονες ονόμασαν το αποτύπωμα αυτό ως “κβαντική τρίχα”, κάτι που αντικρούει τη θεωρία που είχε αναπτύξει τη δεκαετία του 1960 ο καθηγητής John Archibald Wheeler του Princeton University στο New Jersey.

Ο καθηγητής Wheeler επινόησε το όνομα επειδή μεταφέρει τη μαθηματική περιγραφή μιας μαύρης τρύπας: Μια οντότητα που έχει μάζα, περιστροφή και φορτίο αλλά κατά τα άλλα δεν έχει άλλα φυσικά χαρακτηριστικά, μοιάζει “φαλακρή”.

Η θεωρία του Calmet δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review Letters. Η έννοια της “κβαντικής τρίχας” μοιάζει να γεφυρώνει τη κβαντική με τη θεωρία της σχετικότητας, ωστόσο χρειάζεται χρόνος για να επιβεβαιωθεί. Η “κβαντική τρίχα” επιτρέπει στην εσωτερική κατάσταση της μαύρης τρύπας, να επηρεάσει την ακτινοβολία Hawking έτσι ώστε οι πληροφορίες που βγαίνουν, να μη καθίστανται άχρηστες.

“Μία από τις συνέπειες του παραδόξου του Χόκινγκ ήταν ότι η γενική θεωρία της σχετικότητας και η κβαντομηχανική ήταν ασύμβατες. Αυτό που βρίσκουμε είναι ότι είναι πολύ συμβατές”, σχολίασε χαρακτηριστικά.

Σύμφωνα με τη θεωρία της “κβαντικής τρίχας” οι πληροφορίες που μπαίνουν σε μια μαύρη τρύπα μπορούν να βγουν ξανά χωρίς να παραβιάζονται οι αρχές των δύο αντικρουόμενων θεωριών.

Ολόκληρη τη δημοσίευση μπορείτε να τη διαβάσετε εδώ

Ακολουθήστε το News247.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις