Соавтор Хокинга усомнился в способности черных дыр взрываться
Джордж Эллис. Фото: David Monniaux / Wikipedia
Южноафриканский физик Джордж Эллис, соавтор Стивена Хокинга, усомнился в способности черных дыр окончательно испаряться. Препринт новой работы Эллиса появился на сайте arXiv.org.
В 1974 году Стивен Хокинг сформулировал утверждение о том, что, из-за квантовых эффектов вблизи горизонта событий, черные дыры испускают излучение (этот процесс позже получил название «излучение Хокинга»). С точки зрения квантовой механики в вакууме постоянно происходит рождение и аннигиляция виртуальных частиц и античастиц. В некоторых случаях, под воздействием гравитации дыры, такая пара частица-античастица, рожденная фактически на горизонте событий, оказывается разделена. Частица в результате покидает окрестности дыры (отсюда и излучение), а античастица падает на горизонт событий, что приводит к уменьшению массы черной дыры.
Если черная дыра достаточно мала, то из-за излучения Хокинга она теряет массу быстрее, чем может набрать ее в результате процесса аккреции материи из окружающего пространства. В результате, за конечное время дыра взрывается с энергией порядка одного миллиона мегатонных водородных бомб.
В новой работе Эллис ставит под сомнение такой сценарий. По его мнению, из-за тех же квантовых эффектов, что рассматривал Хокинг, излучающий регион пространства вокруг черной дыры связан с горизонтом событий. В частности, чем меньше дыра, тем ближе к центру дыры располагается этот регион. В частности, с некоторого момента он оказывается полностью скрыт горизонтом событий, и черная дыра ничего не излучает, оставаясь в стабильном состоянии. По словам экспертов, которых опросил журнал Nature, работа Эллиса носит скорее спекулятивный характер и пока лишена строгого математического описания процессов.
Вместе с тем, многие физики считают идеи, содержащиеся в препринте, важными для дискуссии о проблеме исчезновения информации в черной дыре. Эта проблема возникла вскоре после первой работы Хокинга - оказалось, что спектр излучения черной дыры такой же, как у абсолютно черного тела. Фактически, это означает, что он не несет никакой информации о том, какие объекты упали в дыру - в частности, после гибели дыры информация о поглощенной материи оказывается безвозвратно потеряна. Что противоречит общим принципам квантовой механики.
Схематическое изображение излучения Хокинга
Изначально Стивен Хокинг заявил, что информация в черной дыре действительно исчезает. В 1997 году Хокинг совместно с Кипом Торном заключил пари на полное издание Британской энциклопедии с Джоном Прескиллом, который утверждал, что информация в черной дыре не исчезает — просто мы не в состоянии расшифровать то, что дыра излучает. В 2004 году Хокинг признал, что проиграл пари и предложил некий механизм излучения информации дырой. Этот механизм, однако, так и не был принят научным сообществом. Работа же Эллиса предлагает другое решение проблемы - информация не исчезает, но навсегда остается запертой в черной дыре.