Шрифт:
Есть и другой способ понимания информационного парадокса Стивена. Вместо того чтобы позволить чёрной дыре исчезнуть, мы будем, по мере того как она испаряется, подкармливать её новыми предметами — компьютерами, книгами, компакт-дисками — как раз в таком темпе, чтобы не позволять ей уменьшаться. Иначе говоря, мы будем восполнять чёрной дыре её потери бесконечным потоком информации, чтобы предотвратить её уменьшение. Согласно Хокингу, чёрная дыра, хотя и не растёт (она испаряется по мере того, как мы её подкармливаем), информацию заглатывает как будто бы без всяких ограничений.
Всё это напоминает любимый мной в детстве цирковой номер. Больше всего мне нравились клоуны, а из всех их номеров наиболее впечатлял меня фокус с клоунским вагончиком. Я не знаю, как они это проделывали, но в очень маленькую кабинку втискивалось поразительное число клоунов. Но что, если в вагончик залезает нескончаемый поток клоунов, а обратно никто не выходит? Это же не может продолжаться бесконечно, правда? Клоунская ёмкость любого вагона конечна, и когда она целиком заполнена, то хоть что-то — может, клоуны, а может, сосиски — должно начать выходить обратно.
Информация как клоуны, а чёрные дыры — как их вагончик. Для чёрной дыры данного размера есть предельное число битов, которое она может содержать. Вы уже можете догадаться, что этот предел есть энтропия чёрной дыры. Если чёрная дыра подобна другим объектам, то, когда ёмкость заполнена, либо дыра должна начать расти, либо информация должна начать просачиваться наружу. Но как она может просачиваться, если горизонт на самом деле является точкой невозврата?
Неужели Стивен был так бестолков и не видел, что хокинговское излучение может содержать скрытую информацию? Конечно нет. Несмотря на свою молодость, Стивен знал о чёрных дырах по крайней мере не меньше, чем кто-либо другой, и намного больше, чем я. Он очень глубоко продумал аналогию с ванной и нашёл серьёзное основание, чтобы её отвергнуть.
Геометрия шварцшильдовской чёрной дыры к середине 1970-х годов была полностью ясна. Всякий, кто был в теме, рассматривал горизонт в качестве точки невозврата. И как в аналогии со сточным отверстием, эйнштейновская теория предсказывала, что всякий, кто по неосторожности пересечёт горизонт, не заметит при этом ничего особенного: горизонт — это математическая поверхность, не имеющая физического воплощения.
В души релятивистов были внедрены следующие два важнейших факта.
На горизонте нет препятствий, способных помешать объекту его пересечь и попасть внутрь чёрной дыры.
Ничто: ни фотон, ни какого-либо типа сигнал — не может вернуться назад из-за горизонта. Чтобы это сделать, понадобилось бы превысить скорость света, а это, согласно Эйнштейну, невозможно.
Чтобы максимально всё это прояснить, вернёмся к бесконечному озеру из главы 2 с опасным стоком в центре.
Рассмотрим бит информации, плывущий по течению. Пока он не прошёл точку невозврата, его ещё можно вернуть назад. Но возле этой точки нет никакого предупреждения; бит проплывёт мимо неё, и как только это случится, он не сможет вернуться, не превышая ограничение скорости. Теперь бит навсегда потерян.
Математика общей теории относительности не оставляла сомнений относительно горизонтов чёрных дыр. Это были просто ничем не отмеченные точки невозврата, не создающие никаких препятствий для падающих объектов.
Такое понимание глубоко укоренилось в сознании всех теорфизиков. Именно по этой причине Хокинг был уверен, что биты не только проваливаются сквозь горизонт, но также навсегда теряются для внешнего мира. Открыв, что чёрные дыры испаряются, Стивен заключил, что информация не может уходить вместе с этим излучением. Она должна оставаться — но где? После испарения чёрной дыры не будет никакого места, где она могла бы скрываться.
Я покидал Вернера в дурном настроении. По меркам Сан-Франциско было очень холодно, я был в лёгкой куртке, не помнил, где припарковал машину, и очень злился на своих коллег. Перед уходом я попытался обсудить с ними аргументы Стивена и был удивлён явным отсутствием любопытства и обеспокоенности. Группа состояла в основном из физиков-ядерщиков, которые не особо интересовались гравитацией. Как и Фейнман, они считали, что планковский масштаб столь далёк, что он не может влиять на свойства элементарных частиц. Рим был в огне, и гунны — у ворот, но никто этого не замечал.
По пути домой трафик был таким плотным, что движение на 101-м шоссе [85] периодически останавливалось. Я никак не мог выкинуть из головы утверждение Стивена. Стоя в пробке, я нарисовал на заиндевевшем ветровом стекле пару диаграмм и уравнений, но так и не нашёл никакого выхода. Либо информация теряется, и тогда фундаментальные законы физики требуют полнейшего пересмотра, либо что-то эйнштейновская теория гравитации совершенно не работает вблизи горизонта чёрной дыры.
85
Шоссе 101 идёт вдоль всего Западного побережья США. — Прим. перев.