Одна з найбільших загадок чорних дірок – інформаційний парадокс, який виникає через суперечливі
Відповідно до класичної загальної теоріївідносності, вся матерія, з якої утворилася чорна діра, зрештою опиняється у її центрі (у точці сингулярності) і залишається там назавжди. Стівен Хокінг, навпаки, в одній зі своїх основних робіт показав, що чорні дірки випромінюють енергію та повільно зникають.
Проте, як зазначають автори дослідження, йогоробота припускає, що випромінювання чорними дірами випромінювання не містить всієї інформації про матерію, яка пішла на її формування. Виходить, частина інформації втрачається безповоротно, що суперечить принципам квантової механіки.
«Ми вивчили проблему, використовуючи просту пиловуматерію, яка не чинить тиску, тому що це найпростіший тип матерії. Її рух описується керованим рівнянням, яке можна вирішити на ноутбуці, повідомив в інтерв'ю Phys.org Вікар Хусейн, співавтор дослідження. — Це рівняння є модифікованою версією класичних рівнянь Ейнштейна, яка включає фундаментальну дискретність простору на мікроскопічному рівні».
Дослідники стежили за еволюцією хмариколапсуючих частинок пилу, поки воно не утворило чорну дірку. Чисельний метод Годунова дозволив вченим навіть усередині області чорної діри вивчити рух матерії до точки, де в класичному рішенні була б сингулярність.
Рівняння з поправкою на квантову гравітацію,виведене Хусейном та його колегами, вирішує проблему сингулярності динамічніше, ніж класичні моделі. Зокрема, передбачається, що матерія падає в центр чорної дірки, досягає великої, але кінцевої густини, а потім відскакує назад, утворюючи ударну хвилю.
Ефекти квантової гравітації важливі для ударноїхвилі і дозволяють їй рухатися назовні всередині чорної дірки, що неможливо при використанні класичних рівнянь. У той же час викривлення простору - часу стає більшим, але ніколи не розходиться (як це відбувається у класичній теорії).
автори дослідження
З використанням методу Годунова дослідникитакож змогли розрахувати час життя чорної діри від її утворення до зникнення, коли через обрій подій виходить ударна хвиля, і він починає зникати. Розрахований у роботі час життя чорної діри набагато менше часу випаровування, передбаченого Хокінгом.
Це, як зазначають дослідники, говорить про те, що їхня модель може допомогти вирішити проблему втрати інформації, але для її підтвердження будуть потрібні додаткові дослідження.
Читати далі:
За нею полювали століттями: що нам відомо про планету Вулкан поруч із Сонцем
Фізики експериментально підтвердили новий фундаментальний закон для рідин
Астрономи знайшли джерело загадкових радіосплесків, що йдуть з космосу