Ученые утверждают, что нашли решение одного из самых больших парадоксов, мучивших физиков-теоретиков на протяжении десятилетий.
Если их теория будет доказана, то это может произвести революцию в нашем понимании черных дыр и законов, управляющих физикой всей Вселенной. Другими словами, эта команда ученых может совершить действительно большой скачок.
«Проблема решена!» — заявил Ксавьер Кальмет, профессор Университета Сассекса и ведущий автор нового исследования, результаты которого опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Черные дыры и парадокс Вселенной
Этот парадокс, впервые выявленный покойным Стивеном Хокингом, сделал противоречивые теории — общая теория относительности Эйнштейна и квантовая механика — практически непримиримыми.
Проще говоря, общая теория относительности утверждает, что то, что попадает в черную дыру, не может выбраться оттуда. Квантовая механика же утверждает, что это невозможно. Это означает, что любая из этих теорий может оказаться ошибочной, что подорвет наше базовое понимание того, как функционирует Вселенная.
Квантовая теория утверждает, что информация о любой частице сохраняется, даже если она уничтожена (например, черной дырой). Но Хокинг обнаружил, что черные дыры испускают частицы, которые больше не содержат никакой этой информации, в форме «излучения Хокинга«. Это явление несовместимо с общими принципами квантовой механики и представляет собой серьезнейшую научную проблему.
Да, квантовые волосы существуют
Однако Кальмет и его международная команда ученых утверждают, что у них есть радикально новое решение в виде их «теоремы о квантовых волосах». Если быть точнее, то их теория носит название «да, квантовые волосы существуют».
Они предполагают, что «квантовые волосы» позволяют сохранить информацию о том, что попадает в черную дыру и что покидает область ее влияния — без нарушения законов общей теории относительности и квантовой механики.
Новая теория получила весьма подходящее название, учитывая, что оно отсылает нас к предыдущей попытке примирить общую теорию относительности и квантовую механику, когда была предложена «теорема об отсутствии волос», автором которой является американский физик-теоретик Джон Арчибальд Уилер. Уилер утверждал, что черные дыры «лысые» и не имеют никаких других физических характеристик, кроме массы, электрического заряда и вращения.
Скорее всего, новая теория не положит конец многолетней дискуссии, но Кальмет говорит, что нам, возможно, не придется признавать, что существующие теории в конце концов ошибочны.
«Одним из следствий парадокса Хокинга была несовместимость общей теории относительности и квантовой механики, — сказал Кальмет. — Но мы обнаружили, что они очень даже совместимы».
