Informacija gali ištrūkti iš juodosios skylės?

8 dešimtmetyje S. Hokingas iškėlė mintį, jog vykstant kvantiniams procesams juodosios skylės garuoja, tačiau bet kokia informacija, kuria pasižymi juodosios skylės suryjama medžiaga (pvz., kokios dalelės sudaro medžiagą), yra negrįžtamai prarandama. Mokslininko pasiūlyta idėja prieštaravo pagrindiniam kvantinės mechanikos (kol kas pačios sėkmingiausios teorijos, aiškinančios mikropasaulio fiziką) principui, kuris teigia, jog informacija negali būti prarasta.

Nors S. Hokingo idėja susilaukė plataus pripažinimo, vis dėlto 10 dešimtmetyje suabejota jos teisingumu. Galiausiai 2004 m. mokslininkas savo iškeltos minties atsisakė. Ilgą laiką niekam nepavyko paaiškinti, kaip informacija galėtų ištrūkti iš juodosios skylės.

Bet visai neseniai fizikų komanda, vadovaujama Pensilvanijos universiteto gravitacijos ir kosmologijos instituto direktoriaus Abhėjaus Aštekaro (Abhay Ashtekar), sukūrė informacijos ištrūkimo modelį. Mokslininkų modelis leidžia išplėsti erdvėlaikį, todėl atsiranda „vietos“ informacijai.

Aiškindamas pagrindinę mintį A. Aštekaras prisimena Alisą iš stebuklų šalies. „Kai Češyro katinas pradingsta, lieka jo šypsena. Mes manėme, jog kažkas panašaus vyksta ir su juodosiomis skylėmis, – pasakoja mokslininkas. – S. Hokingo tyrimai leido padaryti išvadą, kad juodosios skylės gyvavimo pabaigoje lieka singuliarumas. Tiesą sakant, jis lieka netgi tada, kai ji visiškai išgaruoja. Šis singuliarumas yra tarsi prarastos informacijos kanalizacijos šulinys“.

A. Aštekaras ir jo bendradarbiai – Pensilvanijos universiteto fizikos departamento doktorantas Viktoras Traveras (Victor Traveras) bei Indijos Ramano tyrimų instituto profesorius Madhavanas Varadarajanas (Madhavan Varadarajan) – mano, kad realiame pasaulyje singuliarumai neegzistuoja. „Informacija tiktai atrodo prarasta, nes mes jos ieškome tiksliai apibrėžtoje kvantmechaninio erdvėlaikio srityje, – teigia A. Aštekaras. – Kai imame žvelgti iš kvantinės gravitacijos perspektyvos, erdvėlaikis tampa kur kas didesnis, todėl tolimoje ateityje informacijai atsiranda galimybė vėl pasirodyti. Tai turėtų nutikti kitoje mūsų įsivaizduojamos erdvėlaikio pabaigos pusėje“.

Pasak A. Aštekaro, erdvėlaikis nėra ištisinė aplinka (vadinamasis kontinuumas). Jis greičiausiai primena audeklo gabalėlį: iš toliau žvelgiant atrodo kaip ištisinis, bet iš tikrųjų sudarytas iš atskirų siūlelių. „Kai tik suvokėme, jog mūsų įsivaizdavimas, esą erdvėlaikis yra ištisinė aplinka, yra tik tam tikras tikrovės artinys, tapo aišku, kad singuliarumai yra ne kas kita kaip reikalavimas, būtinas norint ervėlaikį aprašyti kaip ištisinę aplinką“.

Atlikdami skaičiavimus ir tyrinėdami realių keturmačių juodųjų skylių kvantinę prigimtį mokslininkai panaudojo dvimačius juodųjų skylių modelius, nes dvimates sistemas žymiai lengviau aprašyti matematiškai. Tyrėjų komanda tikisi, kad dvimačių juodųjų skylių ir sferinių keturmačių juodųjų skylių panašumai leis sukurti bendrą modelį, kuris gerai veiks esant keturiems matmenims.

Mokslininkų darbas išspausdintas gegužės 20 d. „Physical Review Letters“ numeryje.

Iliustracijoje: dailininko piešinys- storo dulkių žiedo akrecija į supermasyvią juodąją skylę. Tokio proceso metu susidaro gama ir Rentgeno spindulių čiurkšlės.