Двама изследователи декларираха намерението си да участват в надпреварата за решаване на информационния парадокс на черните дупки, в който цялата теоретична физика е била въвлечена в продължение на много години, с нов инструмент - лазер.
И така, какво могат да правят лазерите с черни дупки? Разбира се, това не са малките устройства, с помощта на които мнозина забавляват котките си, а лазерното излъчване, като основна концепция за физиката, и неговото приложение към информацията изчезва в черна дупка.
Думата "лазер", като цяло, е съкращение, означава "усилване на блясъка чрез стимулирано излъчване" (Усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация). В най-простата си форма лазерното лъчение се генерира от взаимодействието на фотон с възбуден атом, който го копира и по този начин създава подобрение на сиянието. В такъв процес се създават колимирани кохерентни светлинни лъчи, широко използвани в комуникациите, индустрията и забавленията.
Крис Адами
Крис Адами, преподавател по физика в университета в Мичиган, сравнява лазер с копирна машина, която може да направи две идентични копия на всичко. Ако приложим този механизъм към хоризонта на събитията, според Адами, можем да получим решение на така наречения "парадокс на огнената стена" на границата на черните дупки.
Априлският брой на Classical and Quantum Gravity публикува съвместна статия на Крис Адами и Грег Вег Стиг (Greg Ver Steeg) от Университета на Южна Калифорния в Лос Анджелис въз основа на това проучване. Стената на огъня (защитна стена) не се превърна в универсално признато решение в света на физиката в продължение на десетилетия на дебат за изчезване на информация в черните дупки.
През 70-те години известният изследовател на черните дупки Стивън Хокинг предположи, че черните дупки не са толкова черни. Според Хокинг по отношение на квантовата физика, двойки виртуални частици изведнъж се появяват, унищожават се взаимно, а след това бързо изчезват. И точно на ръба на хоризонта на събитието има точка, в която пространствено-времевото изкривяване е толкова силно, че дори радиацията не може да избяга от контрола на черна дупка. Съответно, виртуалната частица може да бъде затворена, както и да не бъде унищожена от своя „партньор”, като по този начин се превръща в истинска и взема малка част от материал от черна дупка.
Това малко „изпарение“ на масата се наричаше радиация на Хокинг и радикално промени нашето виждане за черните дупки - оказва се, че те се изпаряват и рано или късно (в зависимост от тяхната маса) изчезват. Оказа се, че черните дупки не са толкова постоянни, колкото сме мислили някога.
Концепцията за „радиацията на Хокинг“ бележи появата на жизненоважен и обезсърчаващ теоретичен въпрос, който се свежда до това как черните дупки взаимодействат с информацията. В края на краищата, цялата информация, която попада в черна дупка, се срива и изчезва, като се изпарява напълно. И такъв сценарий нарушава нашето разбиране за физическата работа на Вселената. И така, информацията наистина ли се унищожава, или все още е все още неизвестна?
В продължение на няколко десетилетия противоречия между учени (включително Хокинг и други ключови фигури), последният напредък по този въпрос настъпил през 2012 г., когато физиката, водена от Йосиф Полчински от Университета на Калифорния, Санта Барбара, провежда своите изследвания за парадокс на изчезване. Ако черните дупки наистина не унищожават информация, тогава нещо се случва точно на самия хоризонт на събитие на черната дупка, наречено „стена на огъня“.
По-рано тази година Хокинг спори с твърдението, че огнената стена е ненужна концепция и защити своята "стена на хаоса", която случайно смесва информация (като по този начин не нарушава квантовите правила) и променя местоположението на хоризонта на събитията в в зависимост от входящата информация. В сценария, предложен от Хокинг, хоризонтът на събитията в класическия смисъл не съществува, той се заменя с „видимия хоризонт“.
Очевидно това не е победа за Хокинг или някой друг, просто друга идея, която по някакъв начин създава баланс между очевидно противоречивите теории за попадането на информация в черна дупка.
Може би всичко е прекалено сложно или не се обръща достатъчно внимание на самия механизъм. Именно тук се появява идеята на Адами за стимулирано излъчване.
В прессъобщение по телевизията Ади говори за визията си по въпроса. Според него физиката не може да бъде последователна, без да следва механизма за копиране, открит от А. Айнщайн още през 1917 година. Според него, преди черна дупка да погълне някаква информация, трябва да се създаде копие от нея, което остава отвън.
Пол Дейвис, теоретик-физик от университета в Аризона, похвали решението на Крис Адами като правилно. Той добави, че е удивително как е бил скрит в толкова проста форма толкова много години.
Тъй като въпросът се отнася до хоризонта на събитията в черната дупка, Адами вярва, че радиацията се произвежда от стимулираното лъчение, като същевременно се запазва копие от информацията, попадаща в дупката. Тази радиация е различна от лъчението на Хокинг, което също има място да бъде.
Принудителната радиация, според публикацията на Adami и Vera Stig, е много подобна на процеса на копиране на информация: една частица влиза, две излизат с точно същия набор от квантови числа. Въпреки това, в квантовия свят информацията не може да бъде напълно копирана (концепция, известна като теорема за невъзможност за клониране), и се оказва, че спонтанното излъчване (излъчване на Хокинг) пречи на перфектното клониране, създавайки необходимия минимален шум.
Учените казват, че това изследване не е пряко свързано с информация извън хоризонта на черна дупка. Въпреки това, тъй като стимулираното излъчване все още може да се появи в този хоризонт, това решение може да се окаже правилно за проблема с информационния парадокс.
Адам вярва, че сега теорията на Стивън Хокинг е допълнена. Според него празнотата в теорията за черните дупки вече е затворена, което му дава възможност да спи през нощта.
Следователно следващият въпрос, който може да възникне, е как да се открие това стимулирано излъчване, ако то наистина съществува?
