Stephen Hawking a murit astăzi (14 martie), lăsând în urmă o moștenire masivă a activității ca astrofizician, comunicator științific, activist și figură de admirație a culturii pop. Și în ziua morții sale, o întrebare pe care a ridicat-o și la care a lucrat până în ultimii ani ai vieții rămâne fără răspuns: Poate fi pierdută informația cu adevărat pentru univers?
Cea mai cunoscută lucrare a lui Hawking, „Black Hole Explosions?”, Publicată acum 44 de ani în 1974, a luat o pălărie la toată noțiunea de găuri negre așa cum le-au înțeles anterior fizicienii. Și a fost prima lovitură a lui Hawking la acea întrebare de bază.
"Clasic, o gaură neagră ar trebui să fie 'perfect rece', în sensul că absoarbe totul, dar nu emite nimic. Așa s-au înțeles la începutul anilor '70", a scris Robert McNees, fizician la Universitatea Loyola din Chicago, într-un e-mail .
O gaură neagră de genul acesta nu ar radia energie, și indiferent de ea nu ar putea scăpa. Ar fi doar ... exist, rece, tăcut și veșnic. Hârtia lui Hawking făcuse găurile negre vii - și eventual muritoare.
"Când Ștefan a considerat efectele mecanice cuantice la mijlocul anilor 70, a descoperit că găurile negre ar trebui, în principiu, să radiaze ca și cum ar fi obiecte termice cu o temperatură", a declarat McNees pentru Live Science. "Dacă radiază energie, atunci masa lor va scădea. Și a descoperit că, pe măsură ce acestea se micșorează, temperatura lor crește și radiază și mai repede."
În cele din urmă, poate, gaura neagră ar dispărea în întregime sau s-ar micsora unui mic nubbin. Fără a împăca pe deplin relativitatea și mecanica cuantică într-o teorie robustă a „gravitației cuantice” (ceea ce fizicienii numesc „teoria tuturor”), etapa finală a acelei evaporări a găurii negre rămâne un mister.
"Problema este că, conform calculelor sale, radiația este perfect termică. Nu păstrează nicio informație despre starea materialului care a format gaura neagră, iar acest lucru ar încălca o regulă fundamentală în mecanica cuantică", a scris McNees. .
Fizica cuantică impune ca întregul viitor și trecut al fiecărei particule să fie, în principiu, posibil să descopere și să se lege printr-o serie de evenimente înlănțuite, cauzale, probabiliste. Dar dacă o gaură neagră eliberează o supă nediferențiată de particule cu informațiile lor - istoriile lor - șterse irecuperabil, atunci această cerință este încălcată fundamental.
"paradoxul informatiilor cu gaura neagra" si incercarile de a-l rezolva au condus o mare parte a lucrarii in greutate cuantica de cand a fost articulata pentru prima data, a scris McNees.
Hawking era deja un fizician desăvârșit până în 1974. Și multe biografii scurte presupun că, în urma publicării cărții sale de științe populare din 1988 „O scurtă istorie a timpului”, cea mai importantă lucrare științifică a fost în spatele lui. Dar Hawking a continuat să producă lucrări științifice semnificative și controversate până în acest deceniu, luptându-se cu paradoxul pe care l-a introdus zeci de ani mai devreme.
Cea mai dramatică lucrare de carieră târzie, pe care Hawking a scris-o a sugerat găurile negre, întrucât au fost înțelese clasic, nu există deloc.
În „Prezervarea informațiilor și prognoza meteo pentru găurile negre”, publicat în 2014, el a sugerat că „orizontul evenimentului” din jurul găurilor negre, punctul dincolo de care nici lumina nu a putut scăpa, nu există. În schimb, a scris el, există pur și simplu un orizont „aparent” de lumină prinsă, care ar putea dispărea și permite luminii să scape.
„Lipsa orizonturilor de evenimente înseamnă că nu există găuri negre - în sensul regimurilor din care lumina nu poate scăpa până la infinit”, a scris Hawking.
El a sugerat, de asemenea, unele probleme conceptuale fundamentale cu o serie de caracteristici pe care fizicienii le-au atribuit găurilor negre, cum ar fi „firewall-uri” din jurul granițelor lor care distrug observatorii care încearcă să intre.
Acesta nu a fost ultimul cuvânt al lui Hawking despre știință. Încă din 2016, Hawking a publicat o lucrare cu fizicianul Malcolm Perry de la Universitatea din Cambridge și cu fizicianul de la Universitatea Harvard, Andrew Strominger, numit „Soft Hair on Black Holes”.
Echipa de cercetare a susținut că găurile negre sunt înconjurate de particule „moi” sau cu energie zero, pe care le numesc păr. Acest păr, au scris, stochează informațiile pierdute ale particulelor emise de găurile negre pe „plăci holografice” dincolo de regiunile de delimitare a găurilor negre. Deci informația, în timp ce este deplasată, nu se pierde niciodată cu adevărat.
„O descriere completă a plăcii holografice și rezoluția paradoxului informațional rămâne o provocare deschisă, pe care am prezentat instrumente noi și concrete de abordat”, au scris ei.
Chiar și aproape de sfârșitul vieții, Hawking a rămas foarte mult un om de știință care lucrează, prezentând idei care îi avansau domeniul și idei pe care colegii săi le-au respins.
"Este impresia mea că lucrarea din 2014 nu este acceptată pe scară largă. Lucrarea din 2016, pe de altă parte, care lucrează cu Perry și Strominger, este o direcție la care oamenii încă lucrează activ", a scris McNees.
"Paradoxul informațiilor despre gaura neagră a fost una dintre întrebările definitorii pentru persoanele care lucrează la gravitația cuantică. Și, așa cum rămâne fără răspuns, cred că rămâne cea mai interesantă întrebare care a ridicat."
