Исследователи, возможно, разгадали знаменитый парадокс черной дыры профессора Стивена Хокинга — загадку, которая озадачивала ученых почти полвека.

Согласно двум новым исследованиям, нечто, называемое «квантовыми волосами», является ответом на проблему.

В первой статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters , исследователи продемонстрировали, что черные дыры более сложны, чем предполагалось изначально, и имеют гравитационные поля, содержащие информацию о том, как они образовались.

Исследователи показали, что вещество, схлопывающееся в черную дыру, оставляет след в ее гравитационном поле — отпечаток, называемый «квантовым волосом».

В последующей статье, опубликованной в отдельном журнале Physics Letters B , профессор Ксавьер Кальмет из Школы математических и физических наук Университета Сассекса и профессор Стивен Хсу из Мичиганского государственного университета заявили, что квантовые волоски разрешают информационный парадокс Хокинга о черной дыре.

В 1976 году Хокинг предположил, что по мере испарения черные дыры уничтожают информацию о том, что их сформировало.

Эта идея противоречит фундаментальному закону квантовой механики , согласно которому любой процесс в физике можно математически обратить вспять.

В 1960-х годах физик Джон Арчибальд Уилер, обсуждая отсутствие у черных дыр наблюдаемых характеристик, помимо их общей массы, вращения и заряда, придумал фразу «у черных дыр нет волос», известную как теорема об отсутствии волос.

Тем не менее, недавно обнаруженные «квантовые волосы» обеспечивают способ сохранения информации при коллапсе черной дыры и, как таковые, решают одну из самых известных проблем современной науки , говорят эксперты.

Профессор Кальмет сказал: «Черные дыры долгое время считались идеальной лабораторией для изучения того, как объединить общую теорию относительности Эйнштейна с квантовой механикой.

«В научном сообществе обычно предполагалось , что разрешение этого парадокса потребует огромного сдвига парадигмы в физике, вынуждая потенциальную переформулировку либо квантовой механики, либо общей теории относительности.

«Что мы обнаружили — и я думаю, что это особенно интересно — так это то, что в этом нет необходимости».

Объясняя открытие «квантовых волос», Роберто Касадио, профессор теоретической физики Болонского университета, сказал: «Ключевым аспектом является то, что черные дыры образуются в результате коллапса компактных объектов, а затем, согласно квантовой теории , нет абсолютного разделения между внутренней и внешней частью черной дыры.

«В классической теории горизонт действует как идеальная односторонняя мембрана, которая ничего не пропускает наружу, и поэтому внешний вид одинаков для всех черных дыр заданной массы. Это классическая теорема об отсутствии волос», — добавил Касадио.

«Однако в квантовой теории состояние материи, которая коллапсирует и образует черную дыру, продолжает влиять на внешнее состояние, хотя и таким образом, который совместим с существующими экспериментальными границами. Это то, что известно как «квантовый волос».