Физики обнаружили, что червоточина - мост, соединяющий отдаленные регионы Вселенной, помогает пролить свет на тайну того, что происходит с информацией о веществе, потребляемом черными дырами. Подробности научной работы передает издание Phys.Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что ничто, попадающее в черную дыру, не может вырваться из под её влияния. Но в 1970-х годах Стивен Хокинг вычислил, что черные дыры должны испускать излучение, когда рассматривается квантовая механика, теория, управляющая микроскопическим царством.
«Это называется испарением черной дыры, потому что черная дыра сжимается, как испаряющаяся капля воды», - объясняет Канато Гото из междисциплинарных теоретических и математических наук RIKEN.
Это, однако, привело к парадоксу. В конце концов, черная дыра полностью испарится - и так же будет любая информация о ее проглоченном содержимом. Но это противоречит фундаментальному изречению квантовой физики: эта информация не может исчезнуть из Вселенной.
«Это говорит о том, что общая теория относительности и квантовая механика в их нынешнем виде несовместимы друг с другом. Мы должны найти единую структуру для квантовой гравитации», - добавляет ученый.
Многие физики считают на этом фоне, что информация ускользает, каким-то образом закодированная в излучении. Чтобы исследовать это, специалисты вычисляют энтропию излучения, которая измеряет, сколько информации теряется с точки зрения кого-то за пределами черной дыры. В 1993 году физик Дон Пейдж подсчитал, что если информация не будет потеряна, энтропия сначала будет расти, но упадет до нуля, когда черная дыра исчезнет.
Когда физики просто объединяют квантовую механику со стандартным описанием черной дыры в общей теории относительности, это кажется неправильным, так как энтропия постоянно растет по мере сжатия черной дыры, указывая на потерю информации.
Но недавно физики исследовали, как черные дыры имитируют червоточины, обеспечивая путь эвакуации информации. Это не червоточина в реальном мире, а способ математического вычисления энтропии излучения, отмечает Гото. Червоточина соединяет внутреннюю часть черной дыры и излучение снаружи, как мост.
Когда ученый и двое его коллег провели подробный анализ, объединив стандартное описание и изображение червоточины, их результат совпал с предсказанием Пейджа, предполагая, что физики правы, подозревая, что информация сохраняется даже после гибели черной дыры.
«Мы обнаружили новую геометрию пространства-времени с подобной червоточине структурой, которая была упущена из виду в обычных вычислениях. Энтропия, вычисленная с использованием этой новой геометрии, дает совершенно другой результат. Но это поднимает новые вопросы. Мы до сих пор не знаем основного механизма того, как информация уносится излучением. Нам нужна теория квантовой гравитации», - резюмировал физик.
