Doi cercetători și-au declarat intenția de a participa la cursa pentru rezolvarea paradoxului informațional al găurilor negre, în care toată fizica teoretică a fost implicată de mulți ani, cu un nou instrument - un laser.
Deci ce pot face laserele cu găurile negre? Desigur, nu este vorba de dispozitivele mici, cu ajutorul cărora mulți își distrează pisicile, aceasta este radiația laser, ca fiind conceptul de bază al fizicii, și aplicarea sa la informațiile care dispar într-o gaură neagră.
Cuvântul "laser", în general, este o abreviere, înseamnă "amplificarea strălucirii prin emisie stimulată" (Amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiație). În forma sa cea mai simplă, radiația laser este generată de interacțiunea unui foton cu un atom excitat, care îl copiază și astfel produce o îmbunătățire a strălucirii. Într-un astfel de proces, sunt create raze luminoase coerente, utilizate pe scară largă în comunicații, industrie și divertisment.
Chris Adami
Chris Adami, profesor de fizică la Universitatea din Michigan, compară un laser cu un copiator care poate face două copii identice ale oricărui lucru. Dacă aplicăm acest mecanism la orizontul evenimentului, conform lui Adami, putem obține o soluție la așa-numitul "paradox al zidului de foc" la granița găurilor negre.
O ediție din 7 aprilie a Gravității Clasice și Quantum a publicat un articol comun al lui Chris Adami și Greg Veg Stig (Greg Ver Steeg) de la Universitatea din California de Sud de la Los Angeles, pe baza acestui studiu. Zidul de foc (firewall) nu a devenit o soluție recunoscută universal în lumea fizică de zeci de ani de dezbatere în legătură cu dispariția informației în găurile negre.
Înapoi în anii șaptezeci, faimosul cercetător al găurilor negre, Stephen Hawking, a presupus că găurile negre nu sunt atât de negre. Conform viziunii lui Hawking asupra fizicii cuantice, perechi de particule virtuale apar brusc, se distrug între ele și apoi dispar rapid. Și chiar la marginea orizontului evenimentului există un punct în care distorsiunea spațiu-timp este atât de puternică încât nici radiația nu poate scăpa de controlul unei găuri negre. În consecință, o particulă virtuală poate fi prinsă ca atare și să nu fie distrusă de partenerul său, devenind astfel una reală și luând o bucată mică de material dintr-o gaură neagră.
Această "evaporare" mică a masei a fost numită radiație Hawking și a schimbat radical viziunea noastră asupra găurilor negre - se pare că se evaporă și, mai devreme sau mai târziu (în funcție de masa lor), dispar. S-a dovedit că găurile negre nu sunt la fel de permanente cum credeam odată.
Conceptul de "radiație Hawking" a marcat apariția unei întrebări teoretice vitale și aflate în dificultate, care sa arătat la modul în care găurile negre interacționează cu informațiile. La urma urmei, în cele din urmă, toate informațiile care cade într-o gaură neagră se prăbușesc și dispare, evaporându-se complet. Și un astfel de scenariu încalcă înțelegerea noastră asupra modului în care universul funcționează fizic. Deci, informațiile sunt într-adevăr distruse, sau cumva sunt încă necunoscute? Este încă păstrat?
Pentru mai multe decenii de controversă printre oamenii de știință (inclusiv Hawking și alte figuri cheie), ultimul progres în această privință a avut loc în 2012, când fizica condusă de Joseph Polchinsky de la Universitatea din California, Santa Barbara și-a desfășurat cercetarea asupra paradoxului de extincție. Dacă găurile negre nu distrug informațiile, atunci se întâmplă ceva chiar în orizontul evenimentului unei găuri negre numit "zidul de foc".
La începutul acestui an, Hawking a susținut cu afirmația că zidul de foc este un concept inutil și a apărat "zidul haosului", care amestecă întâmplător informații (astfel încât nu încalcă regulile cuantice) și modifică localizarea orizontului evenimentului în în funcție de informațiile primite. În scenariul propus de Hawking, orizontul evenimentului în sensul clasic nu există, este înlocuit de "orizontul vizibil".
Evident, aceasta nu este o victorie pentru Hawking sau oricine altcineva, doar o altă idee care, într-un fel, creează un echilibru între teoriile evident contradictorii despre informațiile care intră într-o gaură neagră.
Poate că totul este prea complicat, sau nu a fost acordată atenția cuvenită mecanismului însuși. Și aici apare ideea lui Adami de emisie stimulată.
Într-un comunicat de presă în televiziune, Adami a vorbit despre viziunea sa asupra problemei. În opinia sa, fizica nu poate fi consecventă fără a urmări mecanismul de copiere descoperit de A. Einstein încă din 1917. Potrivit lui, înainte ca o gaură neagră să absoarbă orice informație, trebuie să fie creată o copie a acesteia, care rămâne în afara.
Paul Davis, fizician teoretic la Universitatea din Arizona, a lăudat decizia lui Chris Adami ca fiind corectă. El a adăugat că a fost uimitor cum a fost ascuns într-o formă atât de simplă de atâția ani.
Deoarece problema se referă la orizontul evenimentelor din gaura neagră, Adami crede că radiația este produsă prin radiații stimulate, păstrând în același timp o copie a informațiilor care intră în gaură. Această radiație este diferită de radiația Hawking, care are de asemenea un loc pentru a fi.
Radiația forțată, conform publicației Adami și Vera Stig, este foarte asemănătoare cu procesul de copiere a informațiilor: o particulă intră, două ies cu exact același set de numere cuantice. Cu toate acestea, în lumea cuantică, informația nu poate fi perfect copiată (un concept cunoscut sub numele de teoremă de imposibilitate de clonare) și se pare că emisia spontană (radiația Hawking) interferează cu clonarea perfectă, creând cantitatea minimă de zgomot necesară.
Oamenii de stiinta spun ca acest studiu nu se refera direct la informatii din afara orizontului unei gauri negre. Cu toate acestea, deoarece radiația stimulată poate să apară încă în acest orizont, această soluție se poate dovedi a fi corectă pentru problema paradoxului de informare.
Adami crede că teoria lui Stephen Hawking este acum completată. În opinia sa, goliciunea din teoria găurilor negre este acum închisă, ceea ce ia oferit ocazia de a dormi noaptea.
Astfel, următoarea întrebare care ar putea apărea este cum se detectează această radiație stimulată, dacă există într-adevăr?
