Profesorowie Marek Abramowicz, Włodzimierz Kluźniak i Jean-Pierre Lasota z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika w Warszawie dowodzą, że istnienie szeroko dyskutowanych zapór ogniowych wokół czarnych dziur jest w istocie wykluczane przez teorię grawitacji Einsteina.
Zapory ogniowe, unicestwiające wszystkich obserwatorów wpadających do czarnych dziur, były uważane za najbardziej konserwatywne rozwiązanie paradoksu informacji w czarnych dziurach.
Paradoks ten wynika ze sprzeczności pomiędzy mechaniką kwantową, gwarantującą, że (dla czystych stanów) żadna informacja nie ginie, a ogólną teorią względności, przewidującą istnienie czarnych dziur, w których informacja jest tracona na zawsze. A zatem: czy to, co wpada do dziury, ginie czy nie ginie? Padło wiele propozycji odpowiedzi. Przez ostatnie dwadzieścia lat sądzono, że paradoks ten można usunąć, zakładając, że informacja wydostaje się z czarnej dziury wraz z promieniowaniem Hawkinga.
Jak wyjaśnia CAMK na swojej stronie internetowej, takie rozwiązanie powoduje jednak kolejne problemy. Tym razem informacji byłoby nie za mało, ale za dużo. - Promieniowanie Hawkinga, emitowane we wczesnych fazach ewolucji czarnej dziury miałoby być splątane kwantowo-mechanicznie z promieniowaniem emitowanym później. Jednocześnie byłoby też splątane z promieniowaniem wpadającym do czarnej dziury. Jak się okazuje, obserwator wpadający do czarnej dziury miałby wtedy za dużo informacji - czytamy na stronie CAMK.
Stąd pomysł na istnienie wokół czarnych dziur zapór ogniowych. Kolejnym postulatem teoretycznym było bowiem rozplątanie stanów kwantowych promieniowania wychodzącego z czarnej dziury i promieniowania wpadającego do niej. To musiałoby prowadzić do powstania w pobliżu horyzontu zdarzeń (miejsca, skąd już nie ma ucieczki) ściany ognia o gęstości równej gęstości Plancka, w której obserwator zostaje unicestwiony.
Jak jednak pokazali Abramowicz, Kluźniak i Lasota, proponowane zapory ogniowe mogą istnieć jedynie wokół mikroskopijnych czarnych dziur o masie mniejszej niż masa Plancka (dwadzieścia mikrogramów). Paradoks informacyjny pozostaje nierozwiązany.
Artykuł Polaków ukazał się na łamach "Physical Review Letters".
Physical Review LettersPhysical Review Letters.
(ew/CAMK)
