Rázová gravitační vlna uvolňuje informace během smrti černé díry

Jednou z největších záhad černých děr je informační paradox, který vzniká v důsledku rozporuplnosti

předpovědi obecné teorie relativity akvantová mechanika. Vědci z kanadské University of New Brunswick ukázali, že paradox lze vyřešit zohledněním účinků kvantové gravitace. Astrofyzici věří, že když černá díra zemře, informace, kterou během svého života absorbovala, se uvolní jako gravitační rázová vlna.

Podle klasické obecné teorierelativity, veškerá hmota, ze které byla vytvořena černá díra, skončí v jejím středu (v bodě singularity) a zůstane tam navždy. Stephen Hawking naproti tomu v jednom ze svých hlavních děl ukázal, že černé díry vyzařují energii a pomalu mizí.

Jak však poznamenávají autoři studie,Práce naznačuje, že záření emitované černými dírami neobsahuje všechny informace o hmotě, která vstoupila do jeho vzniku. Ukazuje se, že část informací je nenávratně ztracena, což odporuje principům kvantové mechaniky.

"Problém jsme studovali pomocí jednoduchého prachu."hmota, která nevyvíjí tlak, protože je to nejjednodušší typ hmoty. Jeho pohyb je popsán řízenou rovnicí, kterou lze vyřešit na notebooku, řekl Vikar Hussein, spoluautor studie, v rozhovoru pro Phys.org. "Tato rovnice je upravenou verzí klasických Einsteinových rovnic, která zahrnuje základní diskrétnost prostoru na mikroskopické úrovni."

Výzkumníci sledovali vývoj cloudukolabující prachové částice, dokud nevytvořily černou díru. Godunovova numerická metoda umožnila vědcům studovat pohyb hmoty směrem k bodu i uvnitř oblasti černé díry, kde by v klasickém řešení byla singularita.

rovnice opravená kvantovou gravitací,odvozený Husseinem a jeho kolegy řeší problém singularity dynamičtěji než klasické modely. Zejména se předpokládá, že hmota spadne do středu černé díry, dosáhne vysoké, ale konečné hustoty, a poté se odrazí zpět a vytvoří rázovou vlnu.

Pro šok jsou důležité účinky kvantové gravitacevlny a umožňují mu pohybovat se směrem ven uvnitř černé díry, což je při použití klasických rovnic nemožné. Zároveň se zakřivení časoprostoru zvětšuje, ale nikdy se nerozchází (jak se to děje v klasické teorii).

Autoři studie

Pomocí Godunovovy metody badatelébyli také schopni vypočítat dobu života černé díry od jejího vzniku po její zmizení, kdy se z horizontu událostí vynoří rázová vlna a začne mizet. Životnost černé díry vypočítaná v článku je mnohem kratší než doba vypařování předpovídaná Hawkingem.

To, jak vědci poznamenávají, naznačuje, že jejich model může pomoci vyřešit problém ztráty informací, ale k potvrzení bude zapotřebí více výzkumu.

Přečtěte si více:

Loví se po staletí: co víme o planetě Vulcan vedle Slunce

Fyzici experimentálně potvrdili nový základní zákon pro kapaliny

Astronomové našli zdroj záhadných rádiových výbuchů, které pocházejí z vesmíru