אז הנה אתם עומדים לזנק לחור שחור. מה יכול אולי לחכות צריך - כנגד כל הסיכויים - איכשהו לשרוד? איפה הייתם מסתיימים ואילו סיפורים מפתים הייתם מסוגלים לעלות מחדש אם הייתם מצליחים לטפח את דרכם חזרה?
התשובה הפשוטה לכל השאלות הללו היא, כפי שמסביר פרופסור ריצ'רד מסי, "מי יודע?" כעמית מחקר בחברה המלכותית במכון לקוסמולוגיה חישובית באוניברסיטת דורהאם, מסי מודע לחלוטין לכך שתעלומות החורים השחורים עוברים עמוק. "נפילה באופק אירועים עוברת פשוטו כמשמעו מעבר לרעלה - ברגע שמישהו נופל על פניו, אף אחד לא יכול היה להחזיר הודעה אי פעם", אמר. "הם יקרעו לרסיסים על ידי כוח המשיכה העצום, אז אני בספק אם כל מי שייפול דרכו יגיע לשום מקום."
אם זה נשמע כתשובה מאכזבת - וכואבת, אז יש לצפות. מאז שנחשבה תיאוריית היחסות הכללית של אלברט איינשטיין כי ניבאה חורים שחורים על ידי קישור חלל-זמן לפעולת הכובד, ידוע כי חורים שחורים נובעים ממותו של כוכב מסיבי שהותיר אחריו גרעין שריד קטן וצפוף. בהנחה שלליבה זו יש יותר מפעמיים ממסת השמש, כוח המשיכה יציף במידה כזו שהוא ייפול על עצמו לנקודה אחת, או ייחודיות, שמובנת כגרעין הצפוף ביותר של החור השחור.
החור השחור הבלתי מיושב שהתקבל היה בעל משיכה כבידה חזקה כל כך, שאפילו אור לא יוכל להימנע ממנו. אם כן, אם תמצאו את עצמכם באופק האירועים - הנקודה בה האור והחומר יכולים לעבור רק פנימה, כפי שהציע האסטרונום הגרמני קארל שוורצשילד - אין מנוס. לדברי מסי, כוחות הגאות והשפל היו מצמצמים את גופך לרצועות אטומים (או 'ספגטיפיקציה', כידוע), והאובייקט בסופו של דבר יימעך בזכות הייחודיות. הרעיון שאפשר לצוץ איפשהו - אולי בצד השני - נראה פנטסטי לחלוטין.
מה עם חור תולעת?
או שזה? במהלך השנים מדענים בדקו את האפשרות שחורים שחורים יכולים להיות חורי תולעת לגלקסיות אחרות. הם עשויים אפילו להיות, כפי שחלק הציע, דרך ליקום אחר.
רעיון כזה צף כבר זמן רב: איינשטיין התחבר עם נתן רוזן לגשרים תיאורטיים המחברים בין שתי נקודות שונות במרחב-זמן בשנת 1935. אבל הוא צבר קרקע רעננה בשנות השמונים כאשר הפיזיקאי קיפ תורן - אחד מהעולם מומחים מובילים בנושא ההשלכות האסטרופיזיות של תורת היחסות הכללית של איינשטיין - העלו דיון בשאלה האם עצמים יכולים לעבור דרכם פיזית.
"קריאת הספר הפופולרי של קיפ ת'ורן על חורי תולעת הוא מה שהלהיב אותי לראשונה מהפיזיקה בילדותי," אמר מסי. אך לא נראה כי קיימים חורי תולעת.
ואכן, תורן, שהשאיל את עצתו המומחית לצוות ההפקה לסרט "כוכבי הביניים" ההוליוודי, כתב: "אנו לא רואים חפצים ביקום שלנו שיכולים להפוך לחורים תולעים ככל שמתבגרים", בספרו "מדע הביניים" (WW Norton) וחברה, 2014). ת'ורן אמר ל- Space.com כי מסעות במנהרות תיאורטיות אלה ככל הנראה יישארו מדע בדיוני, ובוודאי שאין שום הוכחות מוצקות לכך שחור שחור יכול לאפשר מעבר כזה.
אבל הבעיה היא שאנחנו לא יכולים להתקרב לראות בעצמנו. מדוע איננו יכולים אפילו לצלם תמונות של כל דבר שמתרחש בתוך חור שחור - אם אור לא יכול להימלט מכוח המשיכה העצום שלהם, שום דבר לא יכול להיות מורגש במצלמה. כפי שהיא עומדת, התיאוריה מציעה שכל מה שחורג מאופק האירועים פשוט מתווסף לחור השחור, ויתרה מכך מכיוון שהזמן מעוות קרוב לגבול זה, נראה שזה יתרחש לאט להפליא, כך שהתשובות לא יהיו במהירות הקרוב.
דאגלס פינקביינר, פרופסור לאסטרונומיה ופיזיקה מאוניברסיטת הרווארד, אמר: "אני חושב שהסיפור הסטנדרטי הוא שהם מובילים לסוף הזמן." "צופה רחוק לא יראה את חברם האסטרונאוט נופל לתוך החור השחור. הם פשוט יהפכו לאדומים יותר ויתעלמו ככל שהם יתקרבו לאופק האירועים. אבל החבר נופל ממש פנימה, למקום שמעבר ל'נצח '. מה שזה אומר."
אולי חור שחור מוביל לחור לבן
בהחלט, אם חורים שחורים אכן יובילו לחלק אחר של הגלקסיה או ליקום אחר, יהיה צורך שיהיה משהו מנוגד להם בצד השני. האם יכול להיות שזה חור לבן - תיאוריה שהציע הקוסמולוג הרוסי איגור נוביקוב בשנת 1964? נוביקוב הציע כי חור שחור יתחבר לחור לבן שקיים בעבר. בניגוד לחור שחור, חור לבן יאפשר לאור וחומר לצאת, אך אור וחומר לא יוכלו להיכנס.
מדענים המשיכו לחקור את הקשר הפוטנציאלי בין חורים בשחור לבן. במחקרם משנת 2014 שפורסם בכתב העת Physical Review D, פיזיקאים קרלו רובלי והאל מ. הגרגר טענו כי "יש מדד קלאסי המספק את משוואות אינשטיין מחוץ לאזור זמן חלל סופי בו החומר מתמוטט לחור שחור ואז יוצא מתוך חור בזמן. " במילים אחרות, ניתן לזרוק את כל החורים השחורים שנבלעו בחומר, וחורים שחורים עשויים להפוך לחורים לבנים כשמתים.
רחוק מלהשמיד את המידע שהוא סופג, התמוטטות חור שחור תיעצר. במקום זאת הוא יחווה ניתור קוונטי, המאפשר למידע לברוח. אם זה היה המצב, הוא היה שופך מעט אור על הצעתו של הקוסמולוג והפיזיקאי התאורטי לשעבר באוניברסיטת קיימברידג 'סטיבן הוקינג, שבשנות השבעים בדק את האפשרות שחורים שחורים פולטים חלקיקים וקרינה - חום תרמי - כתוצאה מתנודות קוונטיות .
"הוקינג אמר שחור שחור לא נמשך לנצח," אמר פינקביינר. הוקינג חישב כי הקרינה תגרום לחור שחור לאבד אנרגיה, להתכווץ ולהיעלם, כמתואר במאמרו משנת 1976 שפורסם ב- Physical Review D. בהתחשב בטענותיו כי הקרינה שנפלטה תהיה אקראית ואינה מכילה מידע על מה שנפל, החור השחור, עם התפוצצותו, היה מוחק המון מידע.
פירוש הדבר שהרעיון של הוקינג לא היה מסוכסך עם תורת הקוונטים, שאומרת שלא ניתן להשמיד מידע. פיזיקה קובעת שמידע פשוט קשה יותר למצוא משום שאם הוא הולך לאיבוד, אי אפשר לדעת את העבר או העתיד. הרעיון של הוקינג הוביל ל"פרדוקס המידע על החור השחור "והוא תמה את מדענים זה מכבר. יש שאמרו שהוקינג פשוט טעה, והאיש עצמו אפילו הצהיר שטעה במהלך ועידה מדעית בדבלין בשנת 2004.
אז האם אנו חוזרים למושג של חורים שחורים הפולטים מידע שמור וזורקים אותו דרך חור לבן? אולי. במחקרם משנת 2013 שפורסם בכתב העת Physical Review Letters, חורחה פולין מאוניברסיטת לואיזיאנה ורודולפו גמביני באוניברסיטת הרפובליקה במונטווידאו, אורוגוואי, החילו את כוח הכבידה הקוונטי של הלולאה על חור שחור וגילו כי כוח הכובד גדל לכיוון הליבה אך צמצם ושקע. כל מה שנכנס לאזור אחר ביקום. התוצאות העניקו אמון נוסף לרעיון של חורים שחורים המשמשים פורטל. במחקר זה, הסינגולריות אינה קיימת, ולכן היא איננה מהווה מחסום בלתי חדיר שבסופו של דבר מוחץ כל מה שהוא נתקל בו. זה גם אומר שמידע לא נעלם.
אולי חורים שחורים לא הולכים לשום מקום
עם זאת, הפיזיקאים אחמד אלמהירי, דונלד מרולף, ג'וזף פולצ'ינסקי וג'יימס סולי עדיין האמינו שהוקינג יכול היה לדבוק במשהו. הם עבדו על תיאוריה שהתפרסמה בשם חומת האש של AMPS, או השערת חומת האש של החור השחור. על פי חישוביהם, מכניקת הקוונטים עשויה להפוך באופן אפשרי להפוך את אופק האירועים לקיר אש ענקית וכל דבר שבא במגע יישרף ברגע. במובן זה, חורים שחורים לא מובילים לשום מקום מכיוון ששום דבר לא יוכל להיכנס פנימה.
אולם, זה מפר את תורת היחסות הכללית של איינשטיין. מישהו שחוצה את אופק האירועים לא אמור לחוש למעשה שום קושי גדול מכיוון שאובייקט יהיה בסתיו חופשי, ועל סמך עקרון השוויון, אותו אובייקט - או אדם - לא ירגיש את ההשפעות הקיצוניות של כוח הכבידה. זה יכול לעקוב אחר חוקי הפיזיקה הקיימים במקומות אחרים ביקום, אבל גם אם זה לא היה מנוגד לעיקרון של איינשטיין, זה היה מערער את תיאוריית שדות הקוונטים או מציע כי מידע עלול לאבד.
חור שחור של חוסר וודאות
צעד קדימה שוב את הוקינג. בשנת 2014 הוא פרסם מחקר בו גמל את קיומו של אופק אירועים - כלומר אין שם לשרוף - ואמר כי התמוטטות הכבידה תביא במקום 'אופק לכאורה'.
אופק זה היה מושעה קרני אור שמנסות להתרחק מליבת החור השחור, ויימשך "פרק זמן". בחשיבה מחודשת שלו, אופקים לכאורה שומרים באופן זמני על חומר ואנרגיה לפני שהם מתמוססים ומשחררים אותם בהמשך הקו. ההסבר הזה מתאים בצורה הטובה ביותר לתורת הקוונטים - האומרת שאי אפשר להשמיד מידע - ואם היה מוכח אי פעם הוא מציע כי כל דבר יכול לברוח מהחור השחור.
הוקינג הרחיק לכת ואמר כי חורים שחורים עשויים אפילו לא להתקיים. "יש להגדיר מחדש חורים שחורים כמדינות גבולות גרורות של שדה הכבידה," כתב. לא תהיה שום ייחודיות, ובעוד שהשדה לכאורה ינוע פנימה בגלל כוח הכובד, הוא לעולם לא יגיע למרכז ויגובש בתוך מסה צפופה.
ובכל זאת כל דבר שנפלט לא יהיה בצורה של המידע שנבלע. אי אפשר היה להבין מה נכנס על ידי התבוננות במה שיוצא, מה שגורם לבעיות משלו - לא פחות, למשל, לאדם שמצא את עצמו במצב כה מדאיג. הם לעולם לא ירגישו אותו דבר שוב!
דבר אחד בטוח, התעלומה הספציפית הזו הולכת לבלוע עוד שעות מדעיות רבות. רובלי ופרנצ'סקה וידיוטו הציעו לאחרונה כי ניתן ליצור מרכיב של חומר אפל על ידי שאריות של חורים שחורים שהתאדו, והנייר של הוקינג על חורים שחורים ו"שיער רך "שוחרר בשנת 2018, ומתאר כיצד נותרו חלקיקי אנרגיה אפס סביב הנקודה. של אין חזרה, אופק האירועים - רעיון שמציע מידע לא אבוד אלא נתפס.
זה טס לנוכח משפט חסר השיער שבא לידי ביטוי על ידי הפיזיקאי ג'ון ארצ'יבלד וילר ועבד על בסיס ששני חורים שחורים לא ניתנים להבחנה בין המתבונן מכיוון שאף אחד מהמטענים הבדואים של פיזיקת החלקיקים המיוחדים לא יישמר. זה רעיון שמדענים מדברים עליו, אבל יש דרך לעבור לפני שהוא נתפס כתשובה לאן מובילים חורים שחורים. אם רק היינו יכולים למצוא דרך לקפוץ לאחד.
