Підсумковий документ Стівена Хокінга був опублікований його колегами у переддрукованому журналі arXiv. Команда завершила дослідження за кілька днів до смерті Хокінга в березні.
Це був третій із серії робіт, що розглядали концепцію, яку Хокінг витратив десятиліттями на обдумування: парадокс інформації про чорну діру. Ось як це йде:
Чорні діри - надзвичайно щільні об'єкти, що викривляються в часі та просторі, які можуть утворюватися при зіткненні зірок або зірванні гігантських зірок. Класична фізика припускає, що ніщо не могло б уникнути чорної діри, навіть світла. Але в 1970-х Хокінг запропонував, що чорні діри можуть мати температуру і можуть повільно просочуватися квантовими частинками. Цей ефект "випромінювання Хокінга" означає, що з часом чорна діра випарується, залишаючи після себе вакуум, який буде виглядати однаково для кожної випаровуваної чорної діри, незалежно від того, що вона їла протягом свого життя.
Ця ідея створювала проблему: Чорна діра протягом свого життя проковтнула багато інформації у вигляді небесних предметів, але куди поділася ця інформація? Закони фізики наказують, що жодна інформація не повинна втрачатися: Якщо інформація існувала в минулому, ми мали б можливість її відновити. Звідси парадокс.
У 2016 році Хокінг та його команда запропонували, що у чорних дірах можуть бути "м'які волоски", складені з фотонів (легких частинок) або гравітонів (гіпотетичні гравітаційні частинки), які зберігають хоча б частину цієї інформації, раніше повідомляла Live Science. Ці м'які волоски оточують "горизонт подій" чорної діри - межу, за якою не може уникнути нічого, навіть світло.
У новому документі Хокінг та його команда знайшли механізм, який спирається на поки що недоведені припущення - для підрахунку кількості інформації, яку можуть нести м’які волоски. "Це погодилося з відомою формулою, яка тепер вписана на надгробний камінь Стівена", - сказав старший автор Ендрю Стромінгер в ефірі електронної пошти Live Science. Формула, яку він посилається, відома як "рівняння Хокінга", і вона описує, як чорні діри випромінюють випромінювання Хокінга.
Коли чорна діра ковтає предмет, його температура повинна змінюватися, а це означає, що його ентропія - або порушення її частинок - також повинна змінюватися (більш високі температури означають, що частинки рухаються навколо швидше, а це означає більше розладу). У новому дослідженні Хокінг та його колеги показали, що "м’яке волосся" дійсно можуть фіксувати ентропію чорної діри, повідомляє The Guardian.
Ще один з колег Хокінга, Малкольм Перрі, професор теоретичної фізики в Кембриджському університеті, сказав The Guardian, що покійний фізик "знав кінцевий результат" роботи ще до того, як він помер, і що коли Перрі йому це пояснив кілька днів до цього, "він просто викликав величезну посмішку".
Досі невідомо про те, як ці м'які волоски зберігають інформацію та чи зберігають вони всю або лише частину інформації, покручену чорними дірами.
"Це чудовий прогрес, але нам ще належить зробити багато роботи", - сказав Стромінгер.
