Μία «έξοδο διαφυγής» από τις μαύρες τρύπες προτείνει ο Στίβεν Χόκινγκ
Αυτό υποστηρίζει ο διάσημος Βρετανός φυσικός Στίβεν Χόκινγκ, ο οποίος μαζί με δύο ακόμη θεωρητικούς φυσικούς προτείνουν σε άρθρο τους στο περιοδικό Physical Review Letters έναν μηχανισμό διατήρησης των πληροφοριών, ο οποίος λειτουργεί τελικά ως «έξοδος διαφυγής» τους στο σύμπαν με τον «θάνατο» της μαύρης τρύπας.
Οι μαύρες τρύπες είναι τα «απομεινάρια» πολύ μεγάλων άστρων, τα οποία έχουν τόσο μεγάλη πυκνότητα που «καταπίνουν» οποιοδήποτε φωτόνιο ή σώμα βρεθεί στην εμβέλεια του πανίσχυρου βαρυτικού τους πεδίου, ή αλλιώς στον ορίζοντα γεγονότων, όπως ονομάζεται. Ωστόσο, το ερώτημα που απασχολεί τους επιστήμονες εδώ και 40 χρόνια είναι τι συμβαίνει με τις πληροφορίες που κωδικοποιούνται στην ακτινοβολία και τις μάζες.
Σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα, οι περισσότερες από αυτές χάνονται διά παντός. Ο λόγος είναι πως «οι μαύρες τρύπες δεν έχουν μαλλιά», όπως είχε πει χαρακτηριστικά ο θεωρητικός φυσικός Τζον Άρτσιμπαλντ Γουίλερ στα μέσα του προηγούμενου αιώνα, για να περιγράψει το γεγονός ότι οι μόνες πληροφορίες που μπορούν να γίνουν γνωστές είναι η μάζα, το φορτίο και στροφορμή μιας μαύρης τρύπας.
Αυτό σημαίνει πως δεν είναι ανακτήσιμες όλες οι υπόλοιπες των φωτονίων ή των σωμάτων που απορροφήθηκαν. Επομένως, ακόμη κι όταν μία μαύρη τρύπα εξατμισθεί, ένα φαινόμενο που και πάλι ανακάλυψε ο Χόκινγκ, με τον «θάνατό» του θα χαθούν μαζί του.
Κάτι τέτοιο όμως έρχεται σε αντίθεση με την κβαντική φυσική, η οποία υποστηρίζει πως διατηρούνται πάντοτε οι πληροφορίες. Έτσι, οι μαύρες τρύπες φέρνουν σε αντίθεση τις δύο βασικές θεωρίες της σύγχρονης φυσικής, οι οποίες θα μπορέσουν να «συμφιλιωθούν» μόνον αν βρεθεί πειστική λύση σε αυτό το πρόβλημα, το οποίο είναι γνωστό ως «παράδοξο της χαμένης πληροφορίας».
Μαζί με τους Μάλκομ Πέρι από το πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και Άντριου Στόμινγκερ από το Χάρβαρντ, ο Χόκινγκ περιγράφει στο άρθρο έναν μηχανισμό που «απαντά» στο παράδοξο, αφού δείχνει πώς ενδεχομένως αποθηκεύονται οι πληροφορίες και «επιζούν». Κι αυτό γιατί, σύμφωνα με την εν λόγω θεωρία, οι μαύρες τρύπες δεν είναι… φαλακρές, αλλά έχουν «απαλά μαλλιά».
Με τον όρο αυτό, οι συγγραφείς του άρθρου περιγράφουν κβαντικά σωματίδια χωρίς μάζα, τα οποία περιβάλλουν τις μαύρες τρύπες, «κατοικώντας» στον ορίζοντα γεγονότων τους. Κατά συνέπεια, οι πληροφορίες της ύλης και του φωτός που απορροφώνται, αποθηκεύονται στον ορίζοντα γεγονότων από τα «απαλά μαλλιά».
Πιο συγκεκριμένα, όταν ένα φωτόνιο ή μία μάζα βρεθεί μέσα στον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, διεγείρει τα «απαλά μαλλιά», διαταράσσοντας την κατάστασή τους με τέτοιο τρόπο ώστε οι πληροφορίες του να αποτυπωθούν σε αυτά.
Ακόμη όμως κι αν οι πληροφορίες αποθηκεύονται με αυτό τον τρόπο, πώς δεν εξαφανίζονται για πάντα με τον «θάνατο» της μαύρης τρύπας; Γι’ αυτό τον σκοπό, οι τρεις επιστήμονες επικαλούνται την ακτινοβολία Χόκινγκ, ένα φαινόμενο που προέβλεψε πρώτος ο Βρετανός, σύμφωνα με το οποίο οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν φωτόνια, λόγω της κβαντικής αβεβαιότητας.
Συνεπώς, αυτή η εκπεμπόμενη ακτινοβολία είναι το «όχημα» που μεταφέρει τις πληροφορίες πίσω στο σύμπαν, με συνέπεια να καταφέρνουν τελικά να «επιζήσουν».
Όπως αναφέρουν πάντως οι τρεις φυσικοί, με τον συγκεκριμένο μηχανισμό δεν ισχυρίζονται πως έφτασαν να λύσουν το «παράδοξο της χαμένης πληροφορίας», αφού η θεωρία τους χρειάζεται να διασαφηθεί περισσότερο σε ορισμένα σημεία της. Ωστόσο, όπως υποστηρίζουν, κατέδειξαν μία σημαντική παράμετρο (τα «απαλά μαλλιά») που μέχρι σήμερα έλειπε από τις περιγραφές των μελανών οπών.
Οι μαύρες τρύπες είναι τα «απομεινάρια» πολύ μεγάλων άστρων, τα οποία έχουν τόσο μεγάλη πυκνότητα που «καταπίνουν» οποιοδήποτε φωτόνιο ή σώμα βρεθεί στην εμβέλεια του πανίσχυρου βαρυτικού τους πεδίου, ή αλλιώς στον ορίζοντα γεγονότων, όπως ονομάζεται. Ωστόσο, το ερώτημα που απασχολεί τους επιστήμονες εδώ και 40 χρόνια είναι τι συμβαίνει με τις πληροφορίες που κωδικοποιούνται στην ακτινοβολία και τις μάζες.
Σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα, οι περισσότερες από αυτές χάνονται διά παντός. Ο λόγος είναι πως «οι μαύρες τρύπες δεν έχουν μαλλιά», όπως είχε πει χαρακτηριστικά ο θεωρητικός φυσικός Τζον Άρτσιμπαλντ Γουίλερ στα μέσα του προηγούμενου αιώνα, για να περιγράψει το γεγονός ότι οι μόνες πληροφορίες που μπορούν να γίνουν γνωστές είναι η μάζα, το φορτίο και στροφορμή μιας μαύρης τρύπας.
Αυτό σημαίνει πως δεν είναι ανακτήσιμες όλες οι υπόλοιπες των φωτονίων ή των σωμάτων που απορροφήθηκαν. Επομένως, ακόμη κι όταν μία μαύρη τρύπα εξατμισθεί, ένα φαινόμενο που και πάλι ανακάλυψε ο Χόκινγκ, με τον «θάνατό» του θα χαθούν μαζί του.
Κάτι τέτοιο όμως έρχεται σε αντίθεση με την κβαντική φυσική, η οποία υποστηρίζει πως διατηρούνται πάντοτε οι πληροφορίες. Έτσι, οι μαύρες τρύπες φέρνουν σε αντίθεση τις δύο βασικές θεωρίες της σύγχρονης φυσικής, οι οποίες θα μπορέσουν να «συμφιλιωθούν» μόνον αν βρεθεί πειστική λύση σε αυτό το πρόβλημα, το οποίο είναι γνωστό ως «παράδοξο της χαμένης πληροφορίας».
Μαζί με τους Μάλκομ Πέρι από το πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και Άντριου Στόμινγκερ από το Χάρβαρντ, ο Χόκινγκ περιγράφει στο άρθρο έναν μηχανισμό που «απαντά» στο παράδοξο, αφού δείχνει πώς ενδεχομένως αποθηκεύονται οι πληροφορίες και «επιζούν». Κι αυτό γιατί, σύμφωνα με την εν λόγω θεωρία, οι μαύρες τρύπες δεν είναι… φαλακρές, αλλά έχουν «απαλά μαλλιά».
Με τον όρο αυτό, οι συγγραφείς του άρθρου περιγράφουν κβαντικά σωματίδια χωρίς μάζα, τα οποία περιβάλλουν τις μαύρες τρύπες, «κατοικώντας» στον ορίζοντα γεγονότων τους. Κατά συνέπεια, οι πληροφορίες της ύλης και του φωτός που απορροφώνται, αποθηκεύονται στον ορίζοντα γεγονότων από τα «απαλά μαλλιά».
Πιο συγκεκριμένα, όταν ένα φωτόνιο ή μία μάζα βρεθεί μέσα στον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, διεγείρει τα «απαλά μαλλιά», διαταράσσοντας την κατάστασή τους με τέτοιο τρόπο ώστε οι πληροφορίες του να αποτυπωθούν σε αυτά.
Ακόμη όμως κι αν οι πληροφορίες αποθηκεύονται με αυτό τον τρόπο, πώς δεν εξαφανίζονται για πάντα με τον «θάνατο» της μαύρης τρύπας; Γι’ αυτό τον σκοπό, οι τρεις επιστήμονες επικαλούνται την ακτινοβολία Χόκινγκ, ένα φαινόμενο που προέβλεψε πρώτος ο Βρετανός, σύμφωνα με το οποίο οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν φωτόνια, λόγω της κβαντικής αβεβαιότητας.
Συνεπώς, αυτή η εκπεμπόμενη ακτινοβολία είναι το «όχημα» που μεταφέρει τις πληροφορίες πίσω στο σύμπαν, με συνέπεια να καταφέρνουν τελικά να «επιζήσουν».
Όπως αναφέρουν πάντως οι τρεις φυσικοί, με τον συγκεκριμένο μηχανισμό δεν ισχυρίζονται πως έφτασαν να λύσουν το «παράδοξο της χαμένης πληροφορίας», αφού η θεωρία τους χρειάζεται να διασαφηθεί περισσότερο σε ορισμένα σημεία της. Ωστόσο, όπως υποστηρίζουν, κατέδειξαν μία σημαντική παράμετρο (τα «απαλά μαλλιά») που μέχρι σήμερα έλειπε από τις περιγραφές των μελανών οπών.
