אשראי תמונה: נאס"א
סטיבן הוקינג וקיף תורן עשויים לחייב לג'ון פרסקיל סט אנציקלופדיות.
בשנת 1997, שלושת הקוסמולוגים עשו הימור מפורסם האם מידע שנכנס לחור שחור מפסיק להתקיים - כלומר, האם פנים החור השחור בכלל משתנה על ידי מאפייני החלקיקים שנכנסים אליו.
מחקריו של הוקינג העלו כי לחלקיקים אין השפעה כלשהי. אבל התיאוריה שלו הפרה את חוקי מכניקת הקוונטים ויצרה סתירה המכונה "פרדוקס המידע."
כעת פיסיקאים מאוניברסיטת אוהיו הציעו פיתרון באמצעות תורת המיתרים, תיאוריה הטוענת כי כל החלקיקים ביקום עשויים מיתרים רוטטים זעירים.
סמיר מת'ור ועמיתיו הוציאו מערך נרחב של משוואות המציעות בחוזקה שהמידע ימשיך להתקיים - כרוך בסבך ענק של מיתרים שממלא חור שחור מליבתו למשטחו.
הממצא עולה כי חורים שחורים אינם ישויות חלקות וחסרות תואר, כפי שחשבו מדענים זה מכבר.
במקום זאת, הם מחוטים? כדורי פאזל.?
מתור, פרופסור לפיזיקה במדינת אוהיו, חושד שהוקינג ות'ורן לא יופתעו במיוחד מתוצאות המחקר, אשר מופיע בגיליון 1 במרץ של כתב העת Nuclear Physics B.
בהימור שלהם, הוקינג, פרופסור למתמטיקה באוניברסיטת קיימברידג ', ותורן, פרופסור לפיזיקה עיונית בקלטק, הימרו כי מידע שנכנס לחור שחור נהרס, ואילו פרסקיל - גם פרופסור לפיזיקה תיאורטית בקלטק - לקחו את השקפה הפוכה. ההימור היה קבוצה של אנציקלופדיות.
? אני חושב שרוב האנשים ויתרו על הרעיון שמידע נהרס ברגע שהרעיון של תורת המיתרים עלה לגדולה בשנת 1995 ,? מתור אמר. זה פשוט שאיש לא הצליח להוכיח שהמידע שרד לפני כן.?
במודל הקלאסי של צורת חורים שחורים מתמוטט אובייקט על-מסיבי, כמו כוכב ענק, ליצירת נקודה קטנה מאוד של כוח משיכה אינסופי, המכונה ייחודיות. אזור מיוחד בחלל מקיף את הייחודיות, וכל חפץ החוצה את גבול האזור, המכונה אופק האירועים, נמשך אל החור השחור, ולעולם לא יחזור.
בתיאוריה, אפילו אור לא יכול לברוח מחור שחור.
קוטר אופק האירועים תלוי במסת האובייקט שיצר אותו. לדוגמה, אם השמש תתמוטט לסינגולריות, אופק האירועים שלה ימדוד כשלושה קילומטרים לרוחב. אם כדור הארץ הלך בעקבותיו, אופק האירועים שלו ימדוד סנטימטר בלבד (0.4 אינץ ').
באשר למה שנמצא באזור שבין ייחודיות לאופק האירועים שלו, פיזיקאים תמיד ציירו ריק, תרתי משמע. לא משנה איזה סוג חומר יצר את הייחודיות, האזור בתוך אופק האירועים היה אמור להיות נטול כל מבנה או מאפיינים מדידים.
ובתוכה טמונה הבעיה.
הבעיה עם התיאוריה הקלאסית היא שאתה יכול להשתמש בכל שילוב של חלקיקים כדי ליצור את החור השחור - פרוטונים, אלקטרונים, כוכבים, כוכבי לכת, מה שלא יהיה - וזה לא ישנה את ההבדל. חייבות להיות מיליארדי דרכים ליצור חור שחור, ובכל זאת עם הדגם הקלאסי המצב הסופי של המערכת תמיד זהה ,? מתור אמר.
אחידות מסוג זה מפרה את החוק המכני הקוונטי של ההיפוך, הוא הסביר. פיזיקאים חייבים להיות מסוגלים להתחקות אחר התוצר הסופי של כל תהליך, כולל התהליך שעושה חור שחור, חזרה לתנאים שיצרו אותו.
אם כל החורים השחורים זהים, לא ניתן לאתר שום חור שחור להתחלתו הייחודית, וכל מידע על החלקיקים שיצרו אותו אבד לנצח ברגע בו נוצר החור.
"אף אחד לא באמת מאמין בזה, אבל אף אחד אף פעם לא יכול היה למצוא משהו לא בסדר בטיעון הקלאסי ,? מתור אמר. "כעת אנו יכולים להציע מה השתבש.?
בשנת 2000, תיאורטיקני המיתרים שמו את פרדוקס המידע מספר שמונה ברשימת העשירייה המובילה שלהם עם בעיות פיזיקה שייפתרו במהלך האלף הבא. רשימה זו כללה שאלות כמו: מהו אורך חייו של פרוטון ?? וכיצד יכול כוח הכבידה הקוונטי לעזור להסביר את מקור היקום ??
מתור החל לעבוד על פרדוקס המידע כשהיה פרופסור עוזר במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, והוא תקף את הבעיה במשרה מלאה לאחר שהצטרף לפקולטה של מדינת אוהיו בשנת 2000.
עם החוקר הפוסט-דוקטורט אולג לונין, מתור חישב את מבנה העצמים שנמצאים בין מצבי מיתר פשוטים לחורים שחורים וקלאסיים גדולים. במקום להיות חפצים זעירים, הם התבררו כגדולים. לאחרונה הוא ושני דוקטורנטים - אשיש סקסנה ויוגש סרווסטבה - גילו שאותה תמונה של "פאזלבול"? המשיכה להחזיק נכון לגבי חפצים שדומים יותר לחור שחור קלאסי. התוצאות החדשות הללו מופיעות בפיזיקה גרעינית ב '.
על פי תורת המיתרים, כל חלקיקי היסוד של היקום - פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים - עשויים משילובי מיתרים שונים. אך מיתרים מאמינים שהם יכולים ליצור חורים שחורים גדולים דרך תופעות שנקראות מתח שברירי.
המיתרים ניתנים למתיחה, אמר, אבל כל אחד מהם נושא מידה מסוימת של מתח, כמו גם מיתרי גיטרה. עם מתח שברירי, המתח יורד ככל שהמיתר מתארך.
כשם שמיתר הגיטרה הארוך יותר קל למיתור מאשר מיתר הגיטרה הקצר, כך חוט ארוך של מיתרים מכניים קוונטיים המחוברים יחד קל יותר למתיחה מאשר מיתר בודד, כך אמר מתור.
כך שכאשר מיתרים רבים מתחברים זה לזה, כפי שהם היו על מנת ליצור את החלקיקים הרבים הנחוצים לחפץ מסיבי מאוד כמו חור שחור, כדור המיתר המשולב נמתח מאוד ומתרחב לקוטר רחב.
כאשר פיסיקאים של מדינת אוהיו גזרו את הנוסחה שלהם לקוטר של חור שחור מטושטש עשוי מיתרים, הם גילו שהוא תואם את קוטר אופק האירועים של החור השחור שהציע הדגם הקלאסי.
מכיוון שההשערה של מת'ור מציעה כי מיתרים ממשיכים להתקיים בתוך החור השחור, ואופי המיתרים תלוי בחלקיקים שהרכיבו את חומר המקור המקורי, אז כל חור שחור הוא ייחודי כמו הכוכבים, כוכבי הלכת או הגלקסיה. שיצר אותו. המיתרים מכל חומר אחר שנכנס לחור השחור יישארו גם הם עקבים.
המשמעות היא שאפשר לייחס חור שחור לתנאיו המקוריים, ומידע שורד.
מחקר זה נתמך בחלקו על ידי המחלקה האמריקאית לאנרגיה.
המקור המקורי: מהדורת חדשות אוניברסיטת אוהיו
