Верно что-то одно: либо км, либо то. третьего не дано.
В данный цугцванг загнал физиков в апреле прошлого года узнаваемый эксперт по теории струн Джозеф Полчински из Университета теоретической физики Кавли в Санта-Барбаре. Он взорвал тогда настоящую бомбу, совместно со собственными двумя студентами и еще одним струнным теоретиком, Дональдом Мэролфом из Калифорнийского университета, разместив на портале Arxiv.org статью, в которой доказал, что космонавт, падающий в черную дыру, закончит собственный существование совсем не так, как от него ожидали прежде.
Теоретики обожают отправлять космонавтов в недра черных дыр – не столько из садизма, сколько из жажды заметить происходящее «глазами наблюдателя». И в случае если на ближних подступах к той центральной точке черной дыры, куда заглатывается вся захваченная ею масса и где, быть может, перестают трудиться знакомые нам законы физики, об этих «наблюдениях» до тех пор пока практически ничего не известно, то что касается начала падения, с прохождения через горизонт событий, они были ясны.
Черная дыра – это, фактически, пустота, окружающая ту самую центральную точку и ограниченная условной поверхностью называющиеся «горизонт событий», через которую нет ничего, что может вырваться наружу. До сих пор считалось, что это мнимая поверхность и что космонавт-самоубийца не увидит момента ее пересечения.
Он будет себе комфортно падать, чувствуя невесомость, пока приливные силы не порвут его сперва в клочки, а позже на элементарные частицы и атомы.
Полчински с сотрудниками объявил, что ничего простого, равно как и ничего необыкновенного по преодолении горизонта событий падающий наблюдатель не заметит, потому, что, достигнув его, обязательно сгорит в нестерпимом огненном занавесе.
Эффект имел квантово-механическую природу, и все бы ничего, если бы не одна беда – он противоречил принципу эквивалентности, сформулированному Эйнштейном и заложенному им в базы Неспециализированной теории относительности. В соответствии с этому принципу, наблюдатель не почувствует отличия между падением под действием гравитационного поля и полетом в безлюдном пространстве.
Без этого принципа теория относительности не работает.
Дабы ни у кого не осталось сомнений в серьезности происходящего, команда Полчински скоро представила сотрудникам и другой вариант падения в черную дыру, при которой огненной преграды не появляется. Принцип эквивалентности появился спасён, но весьма дорогой ценой – отказом от квантовой механики.
Данный кризис еще далек от разрешения. В ответ на вызов, кинутый командой Полчински, физики ответили практически полусотней статей, но никто не смог отыскать неточности в его выкладках.
Сравнительно не так давно в ЦЕРНе была созвана конференция, намерено посвященная этому вопросу – и снова ничего!
Причем начало этому кризису было заложено отнюдь не в прошедшем сезоне, а значительно раньше – в 1975-м году, в тот момент, в то время, когда Стивен Хокинг заявил об излучении черных дыр. Данный квантовый эффект, парадоксальный сам по себе, потому, что хорошая черная дыра не имеет возможности излучать по определению, подрывал одно из наиболее значимых положений квантовой механики, утверждающей, что при всех ее неопределенностях информация в мире не теряется.
Хокинг же продемонстрировал, что частицы, вырывающиеся из черной дыры, не несут никакой информации об ее прошлом.
Множественные попытки отыскать неточность в рассуждениях Хокинга ни к чему не привели, но неприятность оставалась, и в 1997-м году Хокинг публично заключил пари с директором Университета квантовой информации Джоном Прескиллом со ставкой на какую угодно энциклопедию – Прескилл утверждал, что излучение черной дыры несет данные, легко ее нереально оттуда извлечь, а Хокинг настаивал на ее полной утрата.
По иронии судьбы, в том же году Хуан Малдасена, физик из Гарвардского университета в Кембридже, опубликовал теорию, которая конкретно подтверждала правоту Прескилла. Он доказал, что в двухмерной черной дыре информация не теряется, а позже распространил собственный подтверждение и на трехмерную черную дыру.
Теория Малдасены была весьма убедительной, и в ней также никто не отыскал ни одной неточности, исходя из этого в 2004-м году, под ее влиянием, и под влиянием собственных новых теорий о природе черных дыр, Хокинг признал собственный проигрыш и отправил Прескиллу энциклопедию по бейсболу. Кризис закончился, «информационный парадокс черный дыры» посчитали разрешенным, не смотря на то, что неточность в прошлых выкладках Хокинга ни он сам, ни его оппоненты так и не нашли.
Полчински, что постоянно преклонялся перед работой Хокинга об излучении черных дыр, посчитал это признание преждевременным. Вместе с сотрудниками он решил разобраться с еще одним парадоксом, вытекающим из открытия Хокинга.
Дело в том, что частица, вылетающая из черной дыры, обязана появиться вместе с парной частицей, летящей к ее центру. Их квантовые состояния «запутаны» и воздействуют друг на друга независимо от расстояния между ними.
Продолжив идея Хокинга, теоретики узнали, что в действительности вылетающая частица выясняется связанной со всеми остальными частицами, вылетевшими из черной дыры до нее. Получается собственного рода квантовая «шведская семья», в то время как квантовая механика строго требует «квантовой моногамии» — запутанными могут быть лишь две частицы.
Дабы дать добро данный парадокс к тому же покинуть вылетающим частицам возможность нести данные, по словам Полчински, оставался единственный выход – обрубить связь между частицами-близнецами, появившимися на горизонте событий и улетевшими в различные стороны от него. «Разрыв данной связи, — говорит он – требует высвобождения громадного количества энергии. Горизонт событий в этом случае преобразовывается в огненное кольцо, где без остатка сгорает все, что бы на него ни упало».
Эта-то огненная преграда и поделила собой квантовую механику и неспециализированную теорию относительности и стала решением суда одной из них.
Изо всех попыток отыскать выход из положения некоего внимания заслуживает, пожалуй, лишь одна. Это догадка, высказанная на упоминавшейся конференции в ЦЕРНе Стивеном Гиддингсом из Калифорнийского университета.
По его расчетам, связь между двумя «запутанными» частицами на горизонте событий обрывается не сходу, а только на некоем, весьма мелком промежутке между ними. Энергии, соответственно, выделяется меньше и огненного занавеса не появляется.
Принцип эквивалентности наряду с этим конечно, сохраняется, но с квантовой механикой чуть сложнее – требуется пересмотр некоторых ее положений. Плюс данной догадки в том, что ее возможно проверить, исследуя пространственно-временные возмущения, появляющиеся при слиянии двух черных дыр.
Минус – в том, что это весьма спорная догадка, которую Полчински, пристально изучивший все попытки отыскать компромисс, считает несостоятельной.
Остается еще одна возможность, еще более спорная – Хокинг был прав, информация в черной дыре все-таки теряется, и при таких условиях он обязан получить от Прескилла две энциклопедии по бейсболу. Лишь об данной возможности теоретики пробуют кроме того не вспоминать – через чур очень многое нужно будет пересматривать в этом случае.
Скопипащено из этого: polit.ru/article/2013/05/18/ps_black-holes/
