რა ემართება ინფორმაციას, მას შემდეგ, რაც ის შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს გადაკვეთს? ჩნდება მოსაზრება, რომ ეს ცნობილი და ამოუხსნელი პრობლემა შეიძლება ჭიის ხვრელების გეომეტრიამ გადაჭრას, მაგრამ არც ისე ადვილად.
ახალ კვლევაში, ფიზიკოსთა საერთაშორისო ჯგუფმა პრობლემის გადაჭრის მეთოდს მიაგნო, რათა უკეთ გავიგოთ, როგორ შეიძლება კოლაფსირებულმა შავმა ხვრელმა თავიდან აიცილოს კვანტური ფიზიკის ფუნდამენტურ კანონთა დარღვევა.
მიუხედავად იმისა, რომ კვლევა ძლიერ თეორეტიკულია, მიუთითებს, რომ სავარაუდოდ არის რაღაცები, რომლებიც გვავიწყდება კვანტური მექანიკის საშუალებით ზოგადი ფარდობითობის ამოხსნის ძიებისას.
„აღმოვაჩინეთ სივრცე-დროის ახალი გეომეტრია ჭიის ხვრელის მსგავსი სტრუქტურით, რომელიც ჩვეულებრივ გამოთვლებში აქამდე შეუმჩნეველი იყო. ახალი გეომეტრიის გამოყენებით გამოთვლილი ენტროპია სულ სხვა შედეგს იძლევა“, — ამბობს კორნელის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი კანატო ჯოტო.
შავი ხვრელის ინფორმაციის პარადოქსი ერთ-ერთი ამოუხსნელი უთანხმოებაა აინშტაინის ფარდობითობის ზოგად თეორიასა და კვანტურ მექანიკას შორის.
ზოგადი ფარდობითობის მიხედვით, შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტი წარმოადგენს უკან არდაბრუნების წერტილს. ნებისმიერ რამ, რაც ამ კრიტიკულ წერტილს გადაკვეთს, გარდაუვლად შთაინთქმება შავი ხვრელის გრავიტაციულ ორმოში; არც ერთ სიჩქარეს სამყაროში, მათ შორის ვაკუუმში სინათლესაც კი არ აქვს მისგან გაქცევისთვის საჭირო სისწრაფე. ის იქ შთაინთქმება, შეუქცევადად.
1970-იან წლებში სტივენ ჰოკინგმა ივარაუდა, რომ თუ დავუშვებთ კვანტურ მექანიკას, შავ ხვრელებს რადიაციის გამოსხივება უნდა შეეძლოთ.
თეორიის მიხედვით, ეს ხდება მიმდებარე ნაწილაკთა ტალღის მსგავს თვისებებში შავი ხვრელის ჩარევით, რაც წარმოქმნის მცხუნვარებას“, რომლის ტემპერატურაც შავი ხვრელის ზომის შემცირებასთან ერთად იზრდება.
თანდათანობით, ამ „მცხუნვარებამ“ შავი ხვრელი უნდა დააპატარაოს და საბოლოოდ მისგან აღარაფერი დატოვოს.
„ამას შავი ხვრელის დაპატარავების გამო აორთქლება ეწოდება, აორთქლებადი წყლის წვეთის გამო“, — განმარტავს ჯოტო.
ვინაიდან ეს „ნათება“ არ ჰგავს იმას, რაც შავ ხვრელში თავიდან შევიდა, როგორც ჩანს, ყველაფერი, რაც შავ ხვრელში აორთქლებამდე ჩავიდა, სამუდამოდ უნდა იყოს გამქრალი. თუმცა, კვანტური მექანიკის მიხედვით, შეუძლებელია, სამყაროში ინფორმაცია უბრალოდ გაქრეს. მრავალი ფიზიკოსი გარკვეულწილად იკვლევდა იმის შესაძლებლობას, რომ ინფორმაცია ჰოკინგის რადიაციაშია დაშიფრული.
ჯოტოს და მის ჯგუფს ამ იდეის კვლევა მათემატიკურად სურდათ, შავი ხვრელის გარშემო ჰოკინგის რადიაციის ენტროპიის გამოთვლის გზით. ენტროპია არის სისტემაში უწესრიგობის საზომი და მისი გამოყენება შესაძლებელია ჰოკინგის რადიაციაში ინფორმაციის დაკარგვის დიაგნოსტიკისთვის.
ფიზიკოს დონ პეიჯის 1993 წლის კვლევის მიხედვით, თუ უწესრიგობა შებრუნდება და შავი ხვრელის ქრობასთან ერთად ენტროპია ნულამდე დაეცემა, შეიძლება თავიდან ავიცილოთ გამქრალი ინფორმაციის პარადოქსი. სამწუხაროდ, კვანტურ მექანიკაში არაფერია ისეთი, რომელიც ამ შებრუნებას შესაძლებელს გახდიდა.
შემოვიტანოთ ჭიის ხვრელი ან სულ მცირე მათემატიკური რეპლიკა სამყაროს ერთ-ერთ ძლიერ სპეციფიკურ მოდელში. ეს გახლავთ კავშირი სივრცე-დროის გამრუდებული ფირფიტის ორ რეგიონს შორის, დაახლოებით ხრამზე გადებული ხიდის მსგავსად.
ჯოტოს განცხადებით, შავ ხვრელთან ერთად ამაზე ფიქრი, ჰოკინგის რადიაციის ენტროპიის გამოთვლის განსხვავებულ საშუალებას გვაძლევს.
„ჭიის ხვრელი შავი ხვრელის წიაღსა და გარეთა რადიაციას აკავშირებს, ხიდის მსგავსად“, — განმარტავს ჯოტო.
როდესაც ჯგუფმა გამოთვლები ჭიის ხვრელის მოდელის გამოყენებით შეასრულა, მიღებული შედეგები პეიჯის ენტროპიის გამრუდებას დაემთხვა. ეს კი იმაზე მიუთითებს, რომ შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს მიღმა გადასული ინფორმაცია შეიძლება სულაც არ იყოს სამუდამოდ დაკარგული.
თუმცა, რა თქმა უნდა, კითხვები ჯერ კიდევ რჩება. ვიდრე ისინი პასუხგაუცემელია, შავი ხვრელის ინფორმაციის პარადოქსი გადაჭრილად არ ჩაითვლება.
„ჯერ კიდევ არ ვიცით იმის საბაზისო მექანიზმი, როგორ გამოაქვს ინფორმაცია რადიაციას. გვესაჭიროება კვანტური გრავიტაციის თეორია“, — ამბობს კვლევის ავტორი, კორნელის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი კანატო ჯოტო.
კვლევა Journal of High Energy Physics-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
