Yksi mustien aukkojen suurimmista mysteereistä on tiedon paradoksi, joka syntyy ristiriitaisten
Klassisen yleisen teorian mukaanSuhteellisuusteorian mukaan kaikki aine, josta musta aukko muodostui, päätyy sen keskustaan (singulaarisuuspisteeseen) ja pysyy siellä ikuisesti. Stephen Hawking sitä vastoin osoitti yhdessä tärkeimmistä teoksistaan, että mustat aukot säteilevät energiaa ja katoavat hitaasti.
Kuten tutkimuksen tekijät kuitenkin huomauttavat,Työ viittaa siihen, että mustien aukkojen lähettämä säteily ei sisällä kaikkea tietoa sen muodostumiseen menneestä aineesta. Osoittautuu, että osa tiedosta katoaa peruuttamattomasti, mikä on ristiriidassa kvanttimekaniikan periaatteiden kanssa.
”Tutkimme ongelmaa yksinkertaisella pölylläaine, joka ei kohdista painetta, koska se on yksinkertaisin ainetyyppi. Sen liikettä kuvaa ohjattu yhtälö, joka voidaan ratkaista kannettavalla tietokoneella, tutkimuksen toinen kirjoittaja Vikar Hussein sanoi haastattelussa Phys.org:lle. "Tämä yhtälö on modifioitu versio klassisista Einstein-yhtälöistä, joka sisältää avaruuden perustavanlaatuisen diskreettisyyden mikroskooppisella tasolla."
Tutkijat seurasivat pilven kehitystäromahtaen pölyhiukkasia, kunnes se muodosti mustan aukon. Godunovin numeerinen menetelmä antoi tutkijoille mahdollisuuden tutkia aineen liikettä kohti pistettä jopa mustan aukon alueella, jossa klassisessa ratkaisussa olisi singulariteetti.
Kvanttipainovoimakorjattu yhtälö,Husseinin ja hänen kollegoidensa johtama ratkaisu ratkaisee singulaarisuusongelman dynaamisemmin kuin klassiset mallit. Erityisesti oletetaan, että aine putoaa mustan aukon keskelle, saavuttaa korkean mutta rajallisen tiheyden ja pomppaa sitten takaisin muodostaen iskuaallon.
Kvanttigravitaation vaikutukset ovat tärkeitä shokin kannaltaaallot ja anna sen liikkua ulospäin mustan aukon sisällä, mikä on mahdotonta klassisilla yhtälöillä. Samalla aika-avaruuden kaarevuus kasvaa suureksi, mutta ei koskaan poikkea (kuten klassisessa teoriassa tapahtuu).
Tutkimuksen tekijät
Godunov-menetelmällä tutkijatpystyivät myös laskemaan mustan aukon eliniän sen muodostumisesta katoamiseen, jolloin tapahtumahorisontista ilmaantuu shokkiaalto ja se alkaa kadota. Paperiin lasketun mustan aukon elinikä on paljon lyhyempi kuin Hawkingin ennustama haihtumisaika.
Tämä, kuten tutkijat huomauttavat, viittaa siihen, että heidän mallinsa voi auttaa ratkaisemaan tiedon katoamisen ongelman, mutta sen vahvistaminen vaatii lisää tutkimusta.
Lue lisää:
Sitä on metsästetty vuosisatoja: mitä tiedämme Vulcan-planeetasta Auringon vieressä
Fyysikot ovat kokeellisesti vahvistaneet nesteille uuden peruslain
Tähtitieteilijät ovat löytäneet avaruudesta tulevien salaperäisten radiopurskeiden lähteen