Чёрные дыры отражают информацию зеркально

Исследователи космоса, изучающие природу чёрных дыр, заявили о новом открытии. Теоретические расчёты показали, что информация о поглощаемом объекте отражается от края чёрной дыры, словно мячик отскакивает от стены или луч света — от зеркала.

Новое сенсационное заявление сделал Нобелевский лауреат Герард 'т Хоофт (Gerard 't Hooft). Его работа стала ответом на недавнее заявление Стивена Хокинга о том, что он решил проблему информационного парадокса, которая занимала умы астрофизиков последние 40 лет.

Парадокс заключается в следующем: если какой-либо предмет попадает в чёрную дыру, то он остаётся там, и будучи снаружи мы никогда не сможем узнать ни одну из его характеристик — информация о нём для внешнего наблюдателя исчезает за горизонтом событий.

В 1974 году Хокинг в своих работах показал, что законы квантовой природы, действующие близ горизонта событий чёрной дыры, заставляют объект испускать излучение в виде фотонов. Это излучение, названное впоследствии излучением Хокинга, заставляет чёрную дыру медленно терять массу и фактически "испаряться".

В конце концов, она вовсе исчезает, уничтожая всё, что она поглотила (в том числе и информацию о затянутых внутри объектах). Но согласно принципам квантовой механики, информацию нельзя создать или уничтожить, а значит, она должна куда-то деться. Но куда?

Герард 'т Хоофт отвечает: "Разгадка кроется в том, что вещество, поглощаемое чёрной дырой, влияет на исходящее излучение Хокинга. Поначалу Хокинг не верил в это, но постепенно он начал пересматривать свою точку зрения".

Хокинг теперь полагает, что если, к примеру, слон пересекает горизонт событий чёрной дыры, то информация о его принадлежности к слонам остаётся на краю чёрной дыры в виде своеобразного голографического отпечатка. Когда же излучение Хокинга исходит от дыры, оно выносит этот отпечаток на себе.

Это объяснение взбудоражило умы учёных по всему миру, заставив участвовать в дискуссиях — в том числе и 'т Хоофта. Исследователи пытались понять, как падающие на чёрную дыру объекты создают эти отпечатки и как именно отпечатки влияют на исходящее излучение.

Герард 'т Хоофт провёл свои собственные расчёты и предложил объяснение. Идея голландского физика состоит в том, что гравитация отвечает на оба вопроса. Продолжая рассуждать на примере падающего в чёрную дыру слона, получаем, что при переходе им границы горизонта событий его гравитационное поле меняется. Когда исходящее излучение Хокинга проходит через это поле, его путь трансформируется, и оно получает возможность переносить информацию о пропавшем в недрах несчастном слоне.

Информация о нём, такая как его масса, например, после этого отражается в космос, хотя самому животному везёт куда меньше. Речь при этом идёт только о той информации, которую переносят частицы, поясняет 'т Хоофт в своей работе.

Статья 'т Хоффта пока появилась только на сайте препринтов arXiv.org и не прошла рецензирование со стороны коллег, которые всё же понимают, насколько обоснованы расчёты и выводы Нобелевского лауреата.

Однако кое-какие комментарии специалистов приводит New Scientist. Так, решения и 'т Хоофта, и Хокинга обладают одним серьёзным недостатком — переизбытком информации. Фактически, их объяснение предполагает, что информация близ горизонта событий дублируется, то есть создаётся вместо того, чтобы уничтожаться.

Проще говоря, если многострадальный слон отправляется в недра чёрной дыры, то и все его характеристики "ныряют" туда вместе с ним. Но в этом случае та же информация "подвешивается" на краю (если прав Хокинг), либо отражается в космос (если прав 'т Хоофт).

"Квантовая механика запрещает такого рода удваивание", — отмечает Стивен Гиддингс (Steven Giddings) из университета Калифорнии в Санта-Барбаре. — Также не ясно, насколько передача "гравитационной" информации соответствует принципам квантовой механики. Между тем эти детали очень важны."