Вход/Регистрация
Битва при черной дыре. Мое сражение со Стивеном Хокингом за мир, безопасный для квантовой механики
вернуться

Сасскинд Леонард

Шрифт:

1. Чёрные дыры на самом деле не испаряются

Для большинства физиков вывод об испарении чёрных дыр был большой неожиданностью. Но доказательство испарения, хотя и весьма сложное, было предельно убедительным. Изучая квантовые флуктуации вблизи самого горизонта, Хокинг (а также Билл Унру) доказал, что чёрные дыры имеют температуру и, как и все нагретые объекты, должны испускать тепловое (чернотельное) излучение. Время от времени появляются научные статьи, утверждающие, что чёрные дыры не испаряются. Но такие статьи быстро теряются в огромной мусорной куче маргинальных идей.

2. От чёрных дыр сохраняется остаток

Хотя испарение чёрных дыр казалось твёрдо установленным, было также ясно, что по мере испарения они делаются горячее и меньше. В какой-то момент испаряющаяся чёрная дыра станет такой горячей, что будет излучать частицы чрезвычайно высокой энергии. В финальной вспышке испарения они будут иметь энергию, далеко превосходящую всё, с чем мы когда-либо сталкивались. Об этом последнем вздохе известно очень мало. Возможно, чёрная дыра прекратит испаряться, когда достигнет планковской массы (то есть массы пылинки). К этому моменту её радиус будет равен планковской длине, и никто не может сказать, что случится потом. Есть такая логическая возможность, что чёрная дыра прекратит испарение и от неё сохранится остаток — крошечный информационный сейф, содержащий всю захваченную информацию. Согласно этой идее, каждый бит информации, который когда-либо упал в чёрную дыру, остаётся плотно запечатанным в этом невообразимо малом сейфике. Крошечный планковский остаток обладал бы тогда фантастическими свойствами: он был бы неизмеримо малой частицей, в которой может скрываться любое количество информации.

Хотя идея остатка была популярной альтернативой разрушению информации (на самом деле куда более популярной, чем правильная идея), она никогда меня не привлекала. Она выглядит как уловка для ухода от вопроса. Но это не только вопрос вкуса. Частица, способная скрывать бесконечное количество информации, обладала бы бесконечной энтропией. Существование таких бесконечно энтропийных частиц привело бы к термодинамической катастрофе: возникая в тепловых флуктуациях, они вытягивали бы всю теплоту из любой системы. На мой взгляд, остатки нельзя рассматривать всерьёз.

3. Рождаются дочерние вселенные

Время от времени я получаю сообщения по электронной почте, которые всегда начинаются однотипно: «Я не учёный и слабо разбираюсь в физике и математике, но я думаю, что нашёл решение проблемы, над которой вы и Хикинс… — иногда пишут „Хокинге“, а порой „Хоскинс“ —…работаете». Решение, предлагаемое в этих сообщениях, — это почти всегда дочерние вселенные. Где-то глубоко внутри чёрной дыры кусок пространства распадается и образует крошечную самодостаточную вселенную, отделённую от нашей области пространства-времени. (Я всегда представляю себе воздушный шарик с гелием, выскользнувший и улетевший.) Автор обычно доказывает, что вся информация, когда-либо упавшая в чёрную дыру, попадает в дочернюю вселенную. Это решает проблему: информация не уничтожается; она просто утекает куда-то в гиперпространство, надпространство, метапространство, или куда там деваются дочерние вселенные. Наконец, когда чёрная дыра Испаряется, разлом в пространстве заживаем, и, будучи отделёнными! попавшие в переделку биты становятся абсолютно ненаблюдаемыми.

Дочерние вселенные — возможно, и не совсем глупая идея, особенно если допустить, что эти дочки вырастают. Наша Вселенная сама расширяется. Возможно, каждая дочерняя вселенная тоже Расширяется и в конце концов дозревает до полноценной вселенной с галактиками, звёздами, планетами, собаками, кошками, людьми и своими собственными чёрными дырами. Но в качестве решения проблемы потерянной информации это просто бездоказательный уход от темы. Физика занимается наблюдениями и экспериментированием. Если дочерние вселенные уносят информацию, которая становится ненаблюдаемой, то для нашего мира результат будет точно такой же, как если бы информация уничтожалась, со всеми неприятными последствиями такого уничтожения [84] .

84

Как я кратко упоминал в главе 1, самое неприятное из этих последствий состоит в том, что потеря информации подразумевает увеличение энтропии, а это, в свою очередь, означает выработку тепла. Мы с Бэнском и Пескином показали, что квантовые флуктуации будут тогда превращаться в тепловые и мир почти мгновенно разогреется до невероятно высокой температуры.

4. Вариант с ванной

Данный вариант был наименее популярным возражением против хокинговской идеи. Эксперты по чёрным дырам и общей теории относительности отвергали его как «бьющий мимо цели». Тем не менее это была единственная возможность, которая имела смысл для меня. Представьте себе капли чернил, падающие в ванну с водой и несущие сообщение: буль, буль, кап, буль, кап, пропуск, кап, буль.

Очень быстро чётко оформленные капли начинают растворяться, прочитать сообщение становится всё труднее, а по воде расплываются чернильные облака.

Спустя несколько часов остаётся лишь ванна, заполненная однородной, чуть сероватой водой.

Хотя с практической точки зрения сообщение безнадёжно зашумлено, принципы квантовой механики утверждают, что оно по-прежнему присутствует в хаосе огромного числа движущихся молекул. Но вскоре жидкость начинает испаряться из ванны. Молекула за молекулой, чернила и вода улетают в пустое пространство, оставляя ванну пустой и сухой. Информация исчезает, но уничтожается ли она? Хотя она зашумлена настолько, что нет никакой практической возможности её восстановить, ни один бит информации не пропал. Что с ней случилось, вполне очевидно: она была унесена продуктами испарения, облаком молекул, улетевших в пространство.

Возвращаясь к чёрным дырам, рассмотрим, что происходит с провалившейся в них информацией при их испарении. Если чёрная дыра чем-то похожа на ванну, то ответ будет таким же: все биты информации в конечном счёте передаются фотонам или другим частицам, уносящим энергию чёрной дыры. Другими словами, информация сохраняется среди многочисленных частиц, составляющих хокинговское излучение. Мы с 'т Хоофтом были убеждены, что так оно и есть. Но практически никто из специалистов по чёрным дырам нам не верил.

  • Читать дальше
  • 1
  • ...
  • 42
  • 43
  • 44
  • 45
  • 46
  • 47
  • 48
  • 49
  • 50
  • 51
  • 52
  • ...

Ебукер (ebooker) – онлайн-библиотека на русском языке. Книги доступны онлайн, без утомительной регистрации. Огромный выбор и удобный дизайн, позволяющий читать без проблем. Добавляйте сайт в закладки! Все произведения загружаются пользователями: если считаете, что ваши авторские права нарушены – используйте форму обратной связи.

Полезные ссылки

  • Моя полка

Контакты

  • chitat.ebooker@gmail.com

Подпишитесь на рассылку: