У чорних дір є волосся. Вчені знайшли рішення для знаменитого парадокса Гокінга — це може змінити фізику, яку ми знаємо

Проте насправді зірки, з яких утворюються чорні діри, є абсолютно різними. Зараз вчені не можуть отримати інформацію про «материнську» зірку від самої чорної діри, проте ця інформація має десь існувати — проблема лише в тому, як її дістати. Останні роки свого життя Стівен Гокінг працював над розв’язанням цієї проблеми — саме тому парадокс, про який піде мова нижче, отримав його ім'я.

У своїх роботах знаменитий вчений стверджував, що чорні діри не тільки поглинають матерію, але й повільно «здуваються», випускаючи у відкритий космос радіацію. Гокінг стверджував, що це — термальний ефект, який залежить виключно від маси чорної діри; зрештою це випромінювання також отримало ім'я вченого.

Фактично, коли чорні діри «випаровуються» у такий спосіб, вони знищують усю інформацію про зірки, які їх створили. При цьому випромінювання однієї чорної діри не відрізняється від випромінювання іншої, отримати будь-яку інформацію про зірки, з яких утворилися два різних об'єкти, неможливо. Це суперечить правилам квантової фізики, згідно з якими інформація не може бути знищена, а кінцевий стан об'єкта завжди може підказати нам його стан на етапі зародження. Це явище назвали інформаційним парадоксом Гокінга, а його рішення, як вважається, приведе вчених до істинної квантової теорії гравітації.

Дослідження, нещодавно опубліковане в журналі Physics Letters B, може стати «останнім цвяхом у труну парадокса», стверджує провідний автор дослідження Ксав'єр Калмет, професор фізики в Університеті Сассекс у коментарях для видання LiveScience. Він запропонував ідею, як ми можемо «трансформувати» випромінювання Гокінга, зробивши його «нетепловим», що дозволить вченим у майбутньому отримувати інформацію від чорних дір про їхнє зародження та еволюцію.

У своїй роботі команда астрофізиків пройшлася по розрахунках Гокінга, врахувавши ефекти квантової гравітації — тобто, того, що таке гравітація з точки зору квантової фізики. У легендарного вченого такої можливості не було, адже тоді ідеї квантової гравітації не були настільки розвиненими.

За словами Калмета, ці нові поправки не є значними, проте вони мають «вирішальне значення» для випаровування чорної діри. Вчені помітили, що застосування ефектів квантової гравітації може зробити випромінювання чорних дір нетепловим, що гіпотетично дає можливість вченим детальніше вивчати чорні діри та дізнаватися про зірки, з яких вони утворилися.

У своїй попередній роботі дослідницька команда Калмета запропонувала ідею «квантового волосся» чорних дір у вигляді унікального квантового відбитка в гравітаційних полях, які їх оточують. Це було доволі абстрактне математичне поняття, цікаве з погляду науки, проте майже незастосовне на практиці. Тепер же вчені визначили точне фізичне явище, за допомогою якого інформація виходить з чорної діри (випромінювання Гокінга), і як її може отримати сторонній спостерігач.

Наразі це неможливо, адже приладу, який був би достатньо чутливим для вимірювання випромінювання Гокінга, поки що не існує. Проте їхня робота відкриває одразу кілька шляхів: по-перше, з часом наші технології дадуть можливість створити прилад, який міг би вловлювати випромінювання Гокінга; по-друге, тепер вчені можуть краще моделювати чорні діри у лабораторіях, фактично копіюючи реальні показники, щоб передбачити випромінювання Гокінга та оцінити можливість отримання інформації від цього процесу.