Учёные говорят, что они решили один из самых больших парадоксов в науке, впервые обнаруженный профессором Стивеном Хокингом. Он подчеркнул, что поведение чёрных дыр противоречит двум фундаментальным теориям.
Чёрные дыры — это мёртвые звёзды, которые схлопнулись и имеют такую сильную
гравитацию, что даже свет не может вырваться.
Новое исследование утверждает, что разрешило этот парадокс, показав, что чёрные дыры обладают свойством, которое они называют «квантовыми волосами».
«Проблема решена!» Об этом эксклюзивно и с большим удовлетворением для BBC News заявил профессор Ксавьер Кальмет из Университета Сассекса. Он был среди тех, кто разработал математические методы, которые, как говорят, разрешили парадокс. В основе парадокса лежит проблема, угрожающая подорвать две наиболее важные физические теории.
Общая теория относительности
Эйнштейна говорит, что информация о том, что входит в чёрную дыру, не может выйти наружу, но согласно квантовой механики - эта версия не допускается. Профессор Кальме и его коллеги говорят, что они показали, что составляющие звёзды оставляют отпечаток в гравитационном поле чёрной дыры. Учёные назвали отпечаток «квантовыми волосами», потому что их теория заменяет более раннюю идею под названием «теорема об отсутствии волос», разработанную профессором
Джоном Арчибальдом Уилером из Принстонского университета в Нью-Джерси в 1960-х годах.
Профессор Уиллер придумал это название, потому что оно передаёт математическое описание чёрной дыры: сущности, которая имеет массу, вращение и заряд, но в остальном не имеет других физических характеристик, как бы «лысая». «Теорема о волосах (yes hair theorem)» профессора Кальмета, опубликованная в журнале Physical Review Letters, является революционной. Он утверждает, что разрешает парадокс Хокинга, который глубоко беспокоил физиков с тех пор, как профессор Хокинг придумал его в 1970-х годах.
Фото: fb.ru
Этот парадокс поднял вероятность того, что либо квантовая механика, либо общая теория относительности могут иметь недостатки, что является ужасающей перспективой для физиков-теоретиков, поскольку они являются двумя столпами, на которых держится большая часть нашего понимания Вселенной. «Теорема о волосах» утверждает, что разрешает парадокс, преодолевая разрыв между общей теорией относительности и квантовой механикой.
Понятие «квантовых волос» позволяет информации о том, что попадает в чёрную дыру, снова выходить, не нарушая ни одного из важных принципов любой из теорий.
Это простое и элегантное решение. «Но пройдёт некоторое время, прежде чем люди это примут», — говорит профессор Кальме. Это потому, что это так важно в мире теоретической физики. «Хокинг придумал парадокс в год моего рождения, — говорит профессор Кальме.
С тех пор многие известные физики со всего мира работали над этим, предлагая очень драматические вещи для его объяснения, включая тех, кто предположил, что некоторые аспекты квантовой механики неверны.
«Поэтому потребуется некоторое время, чтобы люди признали, что для решения проблемы не нужно радикального изменения», — сказал профессор Кальме. По его словам, если «теорема о волосах» выдержит проверку, это может стать первым шагом в соединении теорий относительности, которые касаются гравитации и квантовой механики, в основном сосредоточенных на трёх других силах природы, а именно на электромагнетизме и двух ядерных силах.
«Одним из следствий парадокса Хокинга была несовместимость общей теории относительности и квантовой механики. Мы обнаружили, что они очень совместимы». Исследовательская группа, в которую также входят профессор Роберто Касадио из Болонского университета и профессор Стивен Хсу из Мичиганского государственного университета, основывалась на работе профессора Суврата Раджу из Международного центра теоретических наук в Бангалоре, Индия. Профессор Раджу считает, что вместе они решили парадокс Хокинга. «В последние несколько лет было признано, что «теорема об отсутствии волос» неверна из-за квантовых эффектов, и это разрешает парадокс Хокинга», — сказал он.