Czarne dziury mogą przesyłać nam informacje o swojej przeszłości
Czarne dziury są niezwykle tajemniczymi obiektami. Najnowsze badania potwierdzają, że możemy poznać ich historię dzięki promieniowaniu, które z nich ucieka. To może być przełom w badaniach kosmosu.
Czy to będzie kolejny przełom w fizyce? Najnowsze doniesienia ze świata nauki mówią o tym, że "promieniowanie Hawkinga" emitowane przez czarne dziury może przenosić informacje. Oznacza to, że czarne dziury mogą w rzeczywistości przekazywać informacje o masywnych gwiazdach, które je stworzyły.
Promieniowanie wokół czarnych dziur, zwane "włosami kwantowymi", może zawierać informacje, które można odzyskać, by dowiedzieć się więcej o przeszłości czarnej dziury - sugerują badania, których wyniki zostały opublikowane 6 marca b.r. w czasopiśmie Physics Letters B.
Czarne dziury to obiekty tak masywne, że nic nie może z nich uciec, nawet światło. Powstają, gdy wypalające się gwiazdy zapadają się w sobie.
Według fizyki klasycznej czarne dziury nie niosą ze sobą "pamięci" gwiazd, z których powstały. Sytuacja nieco bardziej się komplikuje, gdy przejdziemy do mechaniki kwantowej, która mówi, że informacji nie można po prostu usunąć z wszechświata.
W 1976 roku Hawking, stosując zasady mechaniki kwantowej do czarnych dziur, zasugerował, że informacja nie może bez końca przebywać w czarnych dziurach odcięta od otaczającego ją wszechświata. Zasugerował, że emitują one rodzaj promieniowania cieplnego nazwanego później promieniowaniem Hawkinga. W długim okresie czasu "wyciek" tego promieniowania powoduje całkowite odparowanie czarnych dziur, zostawiając próżnię. W ten sposób informacje są bezpowrotnie tracone? Wydawać by się mogło, że to oczywiste, ale nie pozwala na to mechanika kwantowa.
W poprzednim badaniu, opublikowanym w marcu 2022 roku badacze argumentowali, że czarne dziury rzeczywiście mają "włosy kwantowe". Tym razem zrobili "coś, czego Hawking nie zrobił" - ocenili obliczenia jednego z największych fizyków naszych czasów z uwzględnieniem skutków kwantowej grawitacji.
Tak abstrakcyjna koncepcja matematyczna stała się dokładnym zjawiskiem fizycznym. Problem w tym, że nie jesteśmy w stanie go zmierzyć. Wymagałoby to instrumentu wystarczająco czułego do pomiaru promieniowania Hawkinga, co jest jeszcze poza naszym technologicznym zasięgiem. Na razie pozostaje studiowanie symulacji czarnych dziur w laboratoriach na Ziemi.
Źródło: X. Calmet, S. D.H. Hsu, M. Sebastianutti, Quantum gravitational corrections to particle creation by black holes,
Physics Letters B, 2023, 137820, https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.137820.
