Информация в черной дыре может и не исчезать

Нобелевский лауреат из Голландии считает, что информация об объектах, затянутых в чёрную дыру, "отражается" от горизонта событий обратно в космос

Нобелевский лауреат из Голландии считает, что информация об объектах, затянутых в чёрную дыру, "отражается" от горизонта событий обратно в космос
(иллюстрация ESO/M. Kornmesser).

Частицы исчезают за горизонтом событий, но не все и не навсегда

Частицы исчезают за горизонтом событий, но не все и не навсегда
(иллюстрация Wikimedia Commons).

Нобелевский лауреат из Голландии считает, что информация об объектах, затянутых в чёрную дыру, "отражается" от горизонта событий обратно в космос
Частицы исчезают за горизонтом событий, но не все и не навсегда

Парадокс исчезновения информации в чёрной дыре волновал умы учёных на протяжении почти полувека. Считалось, что раз за горизонтом событий исчезает любая материя и даже свет, то и информация об утраченных частицах также уничтожается. В рамках нового исследования физики пришли к выводу, что это не совсем так.

"Мы пришли к выводу, что информация вовсе не исчезает в чёрной дыре. По крайней мере, она теряется не навсегда", — утверждает ведущий автор исследования Деян Стойкович (Dejan Stojkovic) из Нью-йоркского университета в Буффало.

Статья, опубликованная доктором Стойковичем и его коллегами в журнале Physical Review Letters, описывает, как взаимодействия между частицами, испускаемыми чёрной дырой, могут раскрыть информацию о том, что находится в пределах этого объекта. Эта информация может поведать как о том, что за объект сформировал саму чёрную дыру, так и о том, какая материя и энергия была затянута в её горизонт событий.

Открытие, совершённое Стойковичем и его командой, представляет собой новые математические расчёты, описывающие сохранение информации в чёрной дыре. Ранее исследователи представляли свои версии разрешения данного парадокса, а новое исследование подводит итоги всех основных предыдущих работ.

Напомним, что первым человеком, который высказал идею о том, что горизонт событий всё же покидают некоторые частицы, был знаменитый британский космолог Стивен Хокинг (Stephen Hawking). В его честь и назвали поток этих частиц — излучение Хокинга.

Частицы исчезают за горизонтом событий, но не все и не навсегда

Однако эта гипотеза раскрыла новые проблемы для астрофизики. Если чёрная дыра всё же теряет частицы, которые она затягивает на себя, то рано или поздно она должна исчезнуть, а информация, хранящаяся в ней — уничтожиться. Это умозаключение противоречит законам квантовой механики, которые гласят, что информация сохраняется при любых обстоятельствах.

Чтобы разрешить этот парадокс, Стойкович и его коллеги вместо того чтобы рассматривать исключительно частицы, излучаемые чёрной дырой, приняли во внимание малозаметные взаимодействия между этими частицами. Эти взаимодействия приводят к тому, что сторонний наблюдатель, находящийся за пределами чёрной дыры, может восстановить информацию о затянутых в неё частицах материи и энергии.

Взаимодействия между частицами могут представлять собой как гравитационное притяжение, так и обмен частицами-посредниками, например, фотонами. По словам Стойковича, эти взаимодействия и их прямая связь с информацией о частицах, часто игнорировались в предыдущих расчётах, представленных астрофизиками, поскольку считалось, что на них невозможно списать существенную разницу между присутствием и утратой информации.

Однако в рамках нового исследования учёным удалось доказать, что пусть и незначительные взаимодействия между частицами усиливаются с течением времени и, в конечном итоге, приводят к тому, что влияют на окончательный результат расчётов.