Парадокс чёрной дыры, который поставил в тупик Стивена Хокинга, может иметь решение
Учёные обнаружили новый способ, которым чёрные дыры могут терять информацию через гравитационные волны. Это открытие может помочь разрешить так называемую «проблему информации чёрной дыры», которая занимала исследователей десятилетиями.
В 1976 году Стивен Хокинг показал, что чёрные дыры испускают небольшое количество радиации. Однако это привело к проблеме: информация, которая течёт в черные дыры, когда они поглощают материю, не может вырваться наружу. Но радиация Хокинга не несёт в себе никакой информации. Итак, что происходит с ней, когда чёрная дыра испаряется?
Одним из возможных решений этой проблемы является так называемая «квантовая нелокальность» (nonviolent nonlocality). В этом сценарии внутренности чёрных дыр связаны с их внешними границами через «квантовую нелокальность», в которой коррелированные частицы делятся одним и тем же квантовым состоянием. Эта нелокальность не порождает последующие гравитационные волны после таких событий, как взрыв или слияние.
Если эта гипотеза верна, то пространство-время вокруг чёрных дыр несёт крошечные возмущения, которые коррелируют с информацией внутри чёрной дыры. Затем, когда чёрная дыра исчезнет, информация будет сохранена вне её, тем самым разрешая проблему.
Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) недавно исследовали эту гипотезу и обнаружили, что такие корреляции не только оставляют отпечаток в пространстве-времени вокруг чёрной дыры, но также оставляют «сигнал» в гравитационных волнах, испущенных при слиянии чёрных дыр. Эти сигналы существуют в виде крошечных флуктуаций над основным сигналом гравитационных волн, но они имеют уникальный спектр, который чётко отделяет их от обычных волн.
Следующий шаг в исследованиях — построить более точные модели того, как «квантовая нелокальность» влияет на пространство-время вокруг реалистичных чёрных дыр. Это позволит сделать точный прогноз того, как должны выглядеть изменения в сигналах гравитационных волн и это может привести к разрешению знаменитой проблемы.