Информация о состоянии материи, вопреки представлениям многих физиков и космологов, не исчезает полностью при ее попадании в черную дыру — ее следы можно найти в знаменитом излучении Хокинга, если его следы удастся обнаружить, заявляют астрофизики в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Черные дыры, возникающие в результате гравитационного коллапса массивных звезд, обладают столь сильным тяготением, что его нельзя преодолеть, не превысив скорость света. Никакие объекты или излучение не могут вырваться из-за границы воздействия черной дыры, которая получила название «горизонт событий», передает ДВ-РОСС со ссылкой на ТАСС.

Знаменитый британский астрофизик Стивен Хокинг предсказал, что судьба частиц, рождающихся рядом с горизонтом событий, может сильно отличаться — одна из пары может попасть за него и исчезнуть из нашего мира, а вторая может остаться «на свободе». Таким образом, черные дыры должны являться источником потока элементарных частиц, который и получил название «излучение Хокинга». Благодаря этому излучению черные дыры могут постепенно «испаряться».

Как рассказывает Деян Стойкович (Dejan Stojkovic) из университета Баффало (США), о природе этого излучения ученые спорят уже почти четыре десятилетия. Проблема заключается в том, что если черные дыры действительно ведут себя так, как их описывает Хокинг, то тогда информация о состоянии материи, попадающая в них вместе с поглощаемой «пищей», будет безвозвратно теряться по мере их испарения, что напрямую противоречит законам квантовой механики.

Часть астрофизиков считает, что излучение Хокинга может нести в себе информацию об устройстве черной дыры и о том, как породившая его материя попала в нее, что может разрешить этот «информационный парадокс». Другие ученые полагают, что этого не происходит, и что нам нужна другая физика для объяснения природы этих объектов и процесса их испарения.

Стойкович и его коллеги по университету показали, что излучение Хокинга действительно может переносить информацию из черной дыры во внешнюю среду. Им удалось это показать благодаря новой математической модели черной дыры, которая воспроизводила не только то, как рождается излучение Хокинга, но и то, как взаимодействуют порождаемые им частицы.

Она однозначно показала, что наблюдатель, стоящий у горизонта событий и изучающий свойства излучения Хокинга, сможет увидеть во взаимодействии порождаемых им частиц следы внутреннего мира черной дыры. По словам физиков, излучение Хокинга содержит в себе информацию о гравитационных взаимодействиях внутри черной дыры, обмену фотонами и прочим «корреляциям», как называют их ученые. Подобные корреляции будут видны далеко не сразу, и для их обнаружения потребуется много времени, однако постепенно картинка будет становиться все яснее и яснее.

«Наши коллеги знали об этих корреляциях, но игнорировали их, так как они казались им маленькими и статистически незначимыми. Наши точные расчеты показывают, что, хотя они и являются крайне малыми по началу, постепенно они растут и становятся значимыми», — объясняет физик.

Таким образом, как считает Стойкович, его научной группе удалось разрешить парадокс потери информации внутри черной дыры. В качестве следующего шага астрофизики попытаются построить новую версию модели, в которой наблюдатель будет не парить над черной дырой, а падать в нее.