Lehet, hogy valami mégis képes kijutni a fekete lyukakból?

A kép csak illusztráció / Forrás: Pixabay

Tudósok egy csoportja új megoldást javasolt a fekete lyukak híres információvesztési paradoxonára, amelyet közel 50 éve Stephen Hawking vetett fel. Bár már sok mindent megtudtunk róluk, továbbra is rengeteg kérdést kell a fizikusoknak megválaszolniuk.

Ezek az objektumok akkor keletkeznek, amikor hatalmas csillagok összeomlanak, és olyan területeket hoznak létre az űrben, ahol a gravitáció annyira erős, hogy még a fény sem tud elmenekülni, írja az IFLScience. Létezésük azonban komoly problémát jelentett a termodinamika szempontjából. Az objektum végső állapota, amikor egyensúlyba kerül, mindössze három paramétertől függ, a tömegétől (M), a szögimpulzusától (J) és elektromos töltésétől (Q).

Semmi sem szökhet meg a fekete lyukakból, vagy mégis?

Jean-Pierre Luminet francia asztrofizikus egy 2016-os tanulmányában úgy fogalmazott: „a klasszikus általános relativitáselmélet szerint a fekete lyuk megakadályozza bármilyen részecske vagy sugárzás kijutását a kozmikus börtönéből. Amikor egy anyagi test átlépi az eseményhorizontot, annak minden anyagi tulajdonságára vonatkozó információ örökre eltűnik. Csak az új M, J és Q értékek maradnak meg. Ennek eredményeként a fekete lyuk óriási mennyiségű információt nyel el.”

A kép csak illusztráció / Forrás: Pixabay

A termodinamika első törvénye szerint ha egy fekete lyuk tömeggel rendelkezik, akkor hőmérséklete is kell, hogy legyen, és a második törvény alapján hőt kellene kisugároznia. Stephen Hawking kimutatta, hogy sugárzást bocsátanak ki – amit ma tiszteletére Hawking-sugárzásnak nevezünk –, amely az objektum határán keletkezik.

Luminet szerint Hawking ekkor rámutatott egy paradoxonra. „Ha egy fekete lyuk elpárologhat, az általa tartalmazott információ egy része örökre elveszhet. A falánk szörnyek által kibocsátott hőmérsékleti sugárzás információtartalma degradálódik, nem őrzi meg azokat az információkat, amelyek a fekete lyuk által korábban elnyelt anyagban voltak. Ez az információ visszafordíthatatlan elvesztése ellentmond a kvantummechanika egyik alapvető posztulátumának, amely szerint fizikai rendszerek időbeli változása nem hozhat létre vagy semmisíthet meg információt. Ez az úgynevezett unitaritás.”

Lehet, hogy nem is ismerjük ezeket az objektumokat igazán?

Ennek megoldására számos elmélet született. Néhányan úgy vélik, hogy ezeket az objektumokat tűzfal veszi körül, mások szerint ezek az objektumok „elmosódottak”, vagy valójában gravacsillagok, amelyek különböznek a hagyományos fekete lyukaktól. Egy új tanulmányban a tudósok egy másik megközelítést vizsgálnak. Azt akarják kideríteni, hogy a fekete lyukba eső összefonódott részecskék adhatnak-e át információt az eseményhorizonton kívüli részecskéknek. A kvantummechanika szerint egy összefonódott részecske mérése információt nyújthat a párjáról, és ez a kölcsönhatás lehetővé teheti az információ „kiszökését”. Ezek az interakciók gravitációs hullámokban is kimutathatók lehetnek, amelyek a fekete lyukba esett anyagról hordozhatnak információt.

A tudósok szerint az ilyen jelenségeket a LIGO és Virgo gravitációshullám-detektorok, vagy a következő generációs műszerek vizsgálhatják. Ugyanakkor további modellezésre van szükség, hogy jobban megértsék, hogyan befolyásolják ezek a téridő-fluktuációk a fekete lyukak körüli hullámokat, különösen a forgó fekete lyukak esetében. Ez az új elképzelés, bár még további vizsgálatokra szorul, ígéretes lépés lehet a rejtélyes égitestek megértésében, és közelebb vihet bennünket az univerzum működésének alapvető kérdéseihez.