Стівен Гокінг представив оновлені ідеї щодо вирішення інформаційного парадоксу чорних дір.
В останні роки відомий астрофізик і космолог Стівен Гокінг, один з творців сучасної теорії чорних дір, намагається загнати в пляшку джинна, якого сам і випустив. Йдеться про інформаційний парадокс, пов'язаний з чорними дірами, а саме про те, що відбувається з інформацією, яку несуть про себе частинки, що поглинаються чорною дірою.
Спочатку вважалося, що в чорних дірках інформація зникає для навколишнього світу. Адже після того, як частинки згинули в цих «бездонних ямах» про них нічого не можна дізнатися. Самі ж чорні діри крім маси, заряду і кутового моменту інших характеристик не мають. Це астрофізик Джон Вілер образно назвав теоремою про те, що «чорні діри не мають волосся», маючи на увазі під волоссям інші характеристики.
Однак, в 1975 році Стівен Гокінг прийшов до висновку, що чорні діри можуть «випаровуватися», породжуючи так зване випромінювання Гокінга. Це означає, що вони в результаті можуть повністю випаруватися і припинити своє існування. Але що тоді відбувається з накопиченою всередині них інформацією? Відповідно до законів квантової механіки вона не може повністю зникнути. Зрозуміло, частина інформації виходить разом з випромінюванням Гокінга, але його випадкова природа призводить до того, що ця інформація не збігається з поглиненою. Виникла проблема, яку фізики намагаються вирішити вже 40 років.
З 2015 року Стівен Гокінг озвучує нову ідею, що інформація не потрапляє всередину чорної діри, а зберігається на горизонті подій у вигляді величезної кількості фотонів або гравітонів з майже нульовою енергією. Такі частинки називають м'якими (нагадаємо, що високоенергійне випромінювання називають жорстким). Відповідно, дотримуючись традиції, збережену таким чином інформацію фізики назвали «м'яким волоссям». Таким чином, у чорних дір буде не чітка межа горизонту подій, а ціла «зачіска» з м'яких фотонів. Її можна порівняти з розміщеною на межі горизонту голограмою, на якій записана інформація. Ця голограма змінюється кожного разу, коли частинка перетинає горизонт подій або випромінюється чорною дірою. Кількість «м'якого волосся» пропорційно площі горизонту в одиницях планківської довжини (1,6 ст.1 10-35 м).
У січні 2016 року Стівен Гокінг, Малькольм Перрі і Ендрю Стромінгер розмістили на сайті arxiv.org препринт, в якому показали, що якщо врахувати ці фотони в рівняннях, що описують чорні діри, то вони стануть переносниками інформації про ті частинки, які колись були поглинуті чорною дірою. Правда витягти її буде вкрай складно. Ендрю Стромінгер одного разу образно описав це, як спробу дізнатися, який конкретно об'єкт був спалений, дивлячись на полум'я і дим. Крім того, сучасна апаратура не здатна зафіксувати фотони такої малої енергії. Стаття викликала бурхливе обговорення і розкол у лавах фізиків. Багато з них зайняли скептичну позицію і висловили критичні зауваження.
В опублікованій 6 червня 2016 року в журналі Physical Review Letters статті дослідники представили доопрацьований варіант теорії. Вони поки не вирішили проблему повністю, але переробили математичний апарат теорії і знайшли додаткові переконливі аргументи на користь гіпотези «м'якого волосся». З проблем варто відзначити, що авторам ще належить пояснити, як інформація відновлюється випромінюванням Гокінга, коли чорна діра повністю випарується, а так само повторити аналіз для випадку гравітації. Крім того, можливо, «м'якого волосся» буде недостатньо для зберігання всієї інформації. Однак є надія, що на цьому шляху в один прекрасний день парадокс буде дозволений.
За матеріалами Американського фізичного товариства