Stephen Hawking: Nincsenek fekete lyukak

Ez a megjegyzésekkel ellátott kép a szimuláció számos funkcióját jelöli, beleértve a fekete lyuk eseményhorizontját. (Kép jóváírása: NASA Goddard Space Flight Center/J. Schnittman, J. Krolik (JHU) és S. Noble (RIT))

Egy új lap olvasásával Stephen Hawking amely ezen a héten megjelent az interneten, megbocsátott volna, ha azt gondolná, hogy a világhírű brit fizikus becsap minket. Hawking kiadatlan műve - címmel Információk megőrzése és időjárás -előrejelzés a fekete lyukakhoz 'és feltöltve az arXiv preprint szolgáltatásba - kijelenti, hogy' nincsenek fekete lyukak . '

ELEMZÉS: Hawking: nagy tudós, rossz szerencsejátékos

Ne feledje, hogy Hawking alapkőzete a fekete lyukak elpárolgásáról forradalmasította azt a felfogásunkat, hogy a gravitációs behemóták nem halhatatlanok; kvantum -furcsaságon keresztül idővel a „Hawking -sugárzáson” keresztül szivárognak a részecskék (és ezért a tömeg). Sőt, a csillagászok új és izgalmas módszereket találnak a fekete lyukak kimutatására - még egy interferométer -hálózaton is dolgoznak, amely hamarosan képes legyen a fekete lyuk eseményhorizontjának közvetlen képalkotására !

Stephen Hawking professzor a „Miért kellene az űrbe mennünk” témában beszél a NASA előadássorozatában, 2008. április 21 -én.(Kép jóváírása: NASA/Paul Alers)

Hawking meggondolta magát? A fekete lyukak csupán a közös képzeletünk szüleményei? Igazak -e mindazok a forgatókönyvek, amelyek a Kozmosz „alternatív” elméleteiről szólnak ?!

Szerencsére nem.

Stephen Hawking nem változtatta meg véleményét az egész fekete lyuk ügyben, de összetett fizikaparadoxont ​​dobott a figyelem középpontjába, amely az elméleti fizika szívét rágta az elmúlt 18 hónapban.

A fekete lyukak furcsa régiók, ahol a gravitáció elég erős ahhoz, hogy meghajlítsa a fényt, deformálja a teret és torzítsa az időt. [Nézze meg, hogyan működnek a fekete lyukak ebben a guesswhozoo.com infografikában.](Kép jóváírása: Karl Tate, guesswhozoo.com közreműködő)

Black Hole Fight Club

Mindez konfliktusba torkollik a fizika két alapvető elképzelése között, amelyek univerzumunk szerkezetét irányítják; Einstein általános relativitáselméletének és kvantumdinamikájának ütközése. És éppen úgy történik, hogy a fekete lyukban és annak környékén kialakult szélsőséges környezet teszi a tökéletes „harcklubot” a két elmélet számára. De mi a fekete lyuk elleni küzdelem klub első szabálya? Ne beszélj a tűzfalról, nehogy beszívódj egy vitába egy elméleti fizikussal.

VIDEÓ: Hawking: El kell hagynunk a Földet

Egy Kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech) előadásán, 2013 áprilisában , Hawkingnak és más neves elméleti fizikusoknak lehetőségük volt leírni a problémát. A Caltech -féle Kip Thorne például úgy írta le a tűzfal -paradoxont, mint „az elméleti fizika égető kérdése”.

Ennek az égető kérdésnek az alapja az, ami a fekete lyukakat feketévé teszi - a eseményhorizont . A legalapvetőbb formájában a fekete lyuk eseményhorizontja az a pont, ahol még a fény sem kerülheti el a fekete lyuk szingularitásának gravitációs tengelyeit. Ha a fény nem tud elmenekülni, nyilvánvaló, hogy fekete gömbként jelenik meg az űrben. Ez egy kozmikus egyirányú utca: minden bemegy, semmi nem jön ki.

Egy szerencsétlen űrhajós

Az általános relativitás -világegyetemben egy űrhajós, akinek szerencsétlensége egy fekete lyuk felé esett, nem fog észrevenni semmi kellemetlenséget, amikor áthaladnak az eseményhorizonton. Elég békés esemény lenne, nem dráma. 'Bár később a végzete lesz, és nagyon erős gravitációs erőkkel fog találkozni, amelyek széthúznak titeket' - jegyezte meg a Caltech fizikusa, John Preskill a 2013 -as Caltech eseményen. [A legfurcsább fekete lyukak az univerzumban]

A kvantumuniverzum azonban ellentmond ennek a „dráma nélküli” eseményhorizont -elképzelésnek, amint azt az általános relativitáselmélet megjósolja.

2012 -ben a fizikusok egy csoportja Joseph Polchinski, a Santa Barbarai Kaliforniai Egyetem vezetésével felfedte azt a megállapítását, hogy ha a fekete lyukak valóban nem pusztítják el az információt - ezt az álláspontot Hawking maga is vonakodva támogatja -, és hogy az információ elmenekülhet a fekete lyukon keresztül Hawking -sugárzás, biztos van egy tomboló pokol az eseményhorizonton belül, amelyet 'tűzfalnak' neveznek.

Ebben az esetben ahelyett, hogy a „dráma nélküli” eseményhorizontba esnénk, szerencsétlen űrhajósunk ropogósra égett, mielőtt szétszakadna az árapályos nyírás. Ez a „nincs dráma” ellentéte, és ezért paradoxon.

ELEMZÉS: Death By Black Hole Firewall Incineration It Shall Be

Ez a látszólagos konfliktus az általános relativitáselmélet és a kvantumdinamika jóslata között - a fizika két jól bevált területe - pontosan ezt próbálják megérteni az elméleti fizikusok. Úgy tűnik, ez egy másik helyzet, amikor a gravitáció és a kvantumdinamika nem játszik jól , amelynek megoldása megváltoztathatja az Univerzum szemléletmódját.

Tehát, amikor Hawking, a nagy tűzfalvita egyik kulcsszereplője rövid írást ír a témáról (függetlenül attól, hogy megjelent -e vagy sem), a világ tudomásul veszi.

Hawking megoldása a paradoxonra eltávolítja a fekete lyuk eseményhorizontját, ezáltal megszünteti a paradoxont; nincs eseményhorizont, nincs tűzfal. De azt mondják, hogy minden fekete lyuknak van eseményhorizontja - az a határ, amelyet nem léphet át, vagy nem veszhet el örökre a fekete lyuk belsejében - mit ad? [No Escape: Hogyan működnek a fekete lyukak (infografika)]

Hawking úgy gondolja, hogy az eseményhorizont mögött álló ötletet át kell dolgozni. Ahelyett, hogy az eseményhorizont határozott vonal lenne, amelyen túl még a fény sem menekülhet ki, Hawking egy „látszólagos horizontra” hivatkozik, amely megváltoztatja az alakját a fekete lyukon belüli kvantumingadozásoknak megfelelően - ez szinte olyan, mint az „extrém fizika” „szürke területe”. Egy látszólagos horizont nem sértené sem az általános relativitáselméletet, sem a kvantumdinamikát, ha a látszólagos horizonton túli régió kusza, kaotikus információs rendetlenség.

HÍREK: Kísérteties kapcsolat: féreglyukak és a kvantumvilág

„Így a Föld időjárás -előrejelzéséhez hasonlóan az információk is elvésznek, bár az egységesség nem veszne el” - írja Hawking. Ez alapvetően azt jelenti, hogy bár az információ el tud menekülni a fekete lyukból, kaotikus jellege biztosítja, hogy ne lehessen értelmezni, és együtt megkerülje a tűzfal paradoxonját.

Mondanom sem kell, hogy ez a lap keveset tett Polchinski meggyőzéséhez. 'Majdnem úgy hangzik, mintha [Hawking] a tűzfalat káoszfalra cserélné, ami ugyanaz lehet' - mondta a New Scientistnek .

Az elméleti vita nagy részét nehéz felfogni, és olyan fizikai események számításainak eredményeit, amelyeket a mindennapi életben nem tapasztalhatunk. De ne tévessze meg ezt a vitát kizárólag az elméleti fizika közösségében felmerülő érveknek. Alapjai abban az egyre növekvő kényelmetlenségben gyökereznek, amelyet az általános relativitás és a kvantumdinamika (különösen a gravitáció szerepe a kvantumvilágban) nem egyezésével érezünk, amely probléma nem oldható meg a világegyetem jelenlegi megértésével.

Végül is ezekre a tudományos problémákra építünk több milliárd dolláros részecskegyorsítót.

Forrás: Nature News

Ezt a cikket biztosította Discovery News .