Jedną z największych tajemnic czarnych dziur jest paradoks informacyjny, który powstaje na skutek sprzeczności
Zgodnie z klasyczną ogólną teoriąteoria względności cała materia, z której powstała czarna dziura, kończy się w jej centrum (w punkcie osobliwości) i pozostaje tam na zawsze. Natomiast Stephen Hawking pokazał w jednej ze swoich głównych prac, że czarne dziury promieniują energią i powoli znikają.
Jednak, jak zauważają autorzy opracowania,Praca sugeruje, że promieniowanie emitowane przez czarne dziury nie zawiera wszystkich informacji o materii, która weszła w jej powstanie. Okazuje się, że część informacji ginie bezpowrotnie, co jest sprzeczne z zasadami mechaniki kwantowej.
„Zbadaliśmy problem za pomocą prostego pyłumaterii, która nie wywiera nacisku, ponieważ jest to najprostszy rodzaj materii. Jego ruch jest opisany przez kontrolowane równanie, które można rozwiązać na laptopie, powiedział współautor badania Vikar Hussein w wywiadzie dla Phys.org. „To równanie jest zmodyfikowaną wersją klasycznych równań Einsteina, które obejmują fundamentalną dyskrecję przestrzeni na poziomie mikroskopowym”.
Naukowcy śledzili ewolucję chmuryzapadające się cząsteczki pyłu, aż utworzyły czarną dziurę. Metoda numeryczna Godunowa pozwoliła naukowcom zbadać ruch materii w kierunku punktu nawet wewnątrz obszaru czarnej dziury, gdzie w klasycznym rozwiązaniu występowałaby osobliwość.
równanie z korekcją grawitacji kwantowej,opracowany przez Hussaina i jego współpracowników rozwiązuje problem osobliwości bardziej dynamicznie niż modele klasyczne. W szczególności zakłada się, że materia wpada do środka czarnej dziury, osiąga wysoką, ale skończoną gęstość, a następnie odbija się, tworząc falę uderzeniową.
Skutki grawitacji kwantowej są ważne dla szokufale i pozwalają jej poruszać się na zewnątrz wewnątrz czarnej dziury, co jest niemożliwe przy użyciu klasycznych równań. Jednocześnie krzywizna czasoprzestrzeni staje się duża, ale nigdy się nie rozchodzi (jak to ma miejsce w teorii klasycznej).
Autorzy badania
Korzystając z metody Godunowa, badaczebyli również w stanie obliczyć czas życia czarnej dziury od jej powstania do zniknięcia, kiedy fala uderzeniowa wyłania się z horyzontu zdarzeń i zaczyna zanikać. Obliczony w artykule czas życia czarnej dziury jest znacznie krótszy niż przewidywany przez Hawkinga czas parowania.
To, jak zauważają naukowcy, sugeruje, że ich model może pomóc w rozwiązaniu problemu utraty informacji, ale potrzeba więcej badań, aby to potwierdzić.
Czytaj więcej:
Poluje się na nią od wieków: co wiemy o planecie Vulcan obok Słońca?
Fizycy eksperymentalnie potwierdzili nowe prawo podstawowe dla cieczy
Astronomowie odkryli źródło tajemniczych rozbłysków radiowych pochodzących z kosmosu