ทั้งหมดนี้มาจากความขัดแย้งที่รู้จักกันดีของกำแพงไฟของหลุมดำ ลักษณะสำคัญของหลุมดำคือขอบฟ้าเหตุการณ์ ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำคือจุดที่ไม่อาจหวนกลับได้เมื่อเข้าใกล้มัน ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ขอบฟ้าเหตุการณ์คืออวกาศและเวลาที่ถูกแรงโน้มถ่วงบิดเบี้ยวจนไม่สามารถหนีรอดได้ ข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์แล้วคุณจะติดอยู่ตลอดไป

ธรรมชาติทางเดียวของขอบฟ้าเหตุการณ์เป็นปัญหาในการทำความเข้าใจฟิสิกส์ความโน้มถ่วงมานานแล้ว ตัวอย่างเช่น ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำดูเหมือนจะฝ่าฝืนกฎของอุณหพลศาสตร์ หลักการประการหนึ่งของอุณหพลศาสตร์ระบุว่า ไม่มีอะไรควรอยู่ที่อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ แม้แต่สิ่งที่เย็นจัดก็ปล่อยความร้อนออกมา แต่ถ้าหลุมดำดูดซับแสง มันก็จะไม่ปล่อยความร้อนออกมา ดังนั้นอุณหภูมิของหลุมดำจึงเป็นศูนย์ซึ่งเป็นไปไม่ได้

จากนั้นในปี 1974 Stephen Hawking แสดงให้เห็นว่าหลุมดำเปล่งแสงได้ด้วยกลศาสตร์ควอนตัม ในทฤษฎีควอนตัม มีข้อจำกัดเกี่ยวกับสิ่งที่สามารถทราบเกี่ยวกับวัตถุได้ ตัวอย่างเช่น คุณไม่สามารถทราบพลังงานของวัตถุได้อย่างแน่ชัด เนื่องจากความไม่แน่นอนนี้ พลังงานของระบบจึงสามารถผันผวนได้เองตราบใดที่ค่าเฉลี่ยยังคงที่ ฮอว์คิงแสดงให้เห็นว่าใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ อนุภาคคู่สามารถปรากฏขึ้นได้เมื่ออนุภาคหนึ่งติดอยู่ภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ (ลดมวลของหลุมดำลงเล็กน้อย) และอีกอนุภาคสามารถหลุดออกมาได้โดยการเปล่งพลังงานบางส่วนจากหลุมดำ

แม้ว่ารังสีฮอว์กิงจะแก้ปัญหาหนึ่งเกี่ยวกับหลุมดำ แต่ก็ก่อให้เกิดปัญหาอีกประการหนึ่งที่เรียกว่าความขัดแย้งของไฟร์วอลล์ เมื่ออนุภาคควอนตัมปรากฏเป็นคู่ พวกมันจะพันกัน นั่นคือพวกมันเชื่อมโยงกันในแง่ควอนตัม หากอนุภาคหนึ่งถูกจับโดยหลุมดำและอีกอนุภาคหนึ่งหลุดออกไป ความพันกันของอนุภาคทั้งสองก็จะขาดหายไป ในกลศาสตร์ควอนตัม อาจกล่าวได้ว่าอนุภาคคู่หนึ่งปรากฏขึ้นในรูปแบบดั้งเดิมที่บริสุทธิ์ และขอบฟ้าเหตุการณ์ดูเหมือนจะทำลายสถานะนี้

ปีที่แล้วแสดงให้เห็นว่าหากรังสีฮอว์คิงอยู่ในรูปแบบบริสุทธิ์ ก็ไม่สามารถแผ่รังสีไปในทิศทางที่อุณหพลศาสตร์ต้องการได้ หรือจะสร้างไฟร์วอลล์ของอนุภาคพลังงานสูงใกล้กับพื้นผิวขอบฟ้าเหตุการณ์ สิ่งนี้มักเรียกว่าความขัดแย้งของไฟร์วอลล์ เพราะตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป หากคุณเข้าใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ คุณจะไม่สังเกตเห็นสิ่งผิดปกติใดๆ แนวคิดพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (หลักการสมมูล) กำหนดไว้ว่าหากคุณตกลงไปสู่ขอบฟ้าเหตุการณ์อย่างอิสระ ไม่ควรมีกำแพงไฟที่แข็งแกร่งที่มีอนุภาคพลังงานสูง ในงานของเขา ฮอว์คิงเสนอวิธีแก้ปัญหาความขัดแย้งนี้โดยเสนอว่าหลุมดำไม่มีขอบเขตเหตุการณ์ แต่มีขอบเขตที่ชัดเจนที่ไม่ต้องใช้ไฟร์วอลล์และอุณหพลศาสตร์เพื่อให้ตรงกัน ดังนั้นข้อความที่ว่า “ไม่มีหลุมดำ” จึงเป็นที่นิยมในสื่อมวลชน

แต่กำแพงแห่งความขัดแย้งของไฟเกิดขึ้นเฉพาะกับรังสีฮอว์กิงบริสุทธิ์เท่านั้น และการวิจัยของซาบีน ฮอสเซนเฟลเดอร์แสดงให้เห็นว่ารังสีฮอว์กิงไม่บริสุทธิ์ ในรายงานของเขา Hossenfelder แสดงให้เห็นว่าแทนที่จะเป็นคู่ของอนุภาคที่พันกัน รังสีฮอว์กิงกลับมีความเกี่ยวข้องกับคู่ดังกล่าวสองคู่ คู่หนึ่งที่พันกันติดอยู่ในหลุมดำขณะที่อีกคู่หนีออกมา กระบวนการนี้คล้ายกับข้อเสนอเดิมของฮอว์คิง แต่อนุภาคของฮอว์คิงไม่ได้อยู่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์

ดังนั้นจึงไม่มีความขัดแย้ง หลุมดำสามารถเปล่งแสงในลักษณะที่สอดคล้องกับอุณหพลศาสตร์ และบริเวณใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ไม่มีกำแพงไฟ ตามที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปกำหนด ท้ายที่สุดแล้ว ข้อเสนอของฮอว์คิงคือวิธีแก้ปัญหาที่ไม่มีอยู่จริง

การแก้ไขความขัดแย้งของการสูญเสียข้อมูลในหลุมดำ นักวิทยาศาสตร์หลายคนมองว่าปัญหานี้เป็นหนึ่งในปัญหาที่สำคัญที่สุดในวิชาฟิสิกส์ เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับปัจจัยกำหนดของโลก - วิธีที่อดีต ปัจจุบัน และอนาคตมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน Lenta.ru บอกรายละเอียดการศึกษา

สาระสำคัญของปัญหาความขัดแย้งด้านข้อมูลของหลุมดำมีดังต่อไปนี้ ตามทฤษฎีบทไม่มีขนเวอร์ชันที่ง่ายที่สุด หลุมดำที่ไม่มีประจุและไม่หมุนที่อธิบายไว้ในกาลอวกาศของชวาร์สชิลด์มีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้น - มวล คำว่า "ผม" ในกรณีนี้ใช้เป็นคำอุปมาสำหรับพารามิเตอร์อื่นๆ และเสนอโดยนักฟิสิกส์ จอห์น วีลเลอร์

ความขัดแย้งหมายความว่าไม่มีทางที่จะแยกหลุมดำที่มีมวลเท่ากันออกจากกันได้ สสารที่ตกลงสู่หลุมดำจะถูกระเหยออกไปโดยรังสีฮอว์กิงในเวลาต่อมา และยังไม่ชัดเจนว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับข้อมูลที่มันส่งผ่านมาก่อนหน้านี้ ในความหมายกว้างๆ สิ่งนี้อาจหมายถึงดังที่สโตรมิงเจอร์กล่าวไว้ในการให้สัมภาษณ์กับบรรณาธิการ เซธ เฟลทเชอร์ สำหรับนิตยสาร Scientific American ว่าโลกเป็นสิ่งที่ไม่แน่นอน เพราะปัจจุบันไม่ได้กำหนดอนาคตและไม่สามารถใช้เพื่อสร้างอดีตขึ้นมาใหม่ได้ทั้งหมด

ฮอว์คิงได้ประกาศการค้นพบครั้งใหม่ครั้งแรกเมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 2558 โดยพูดในการประชุมที่ Royal Institute of Technology ในกรุงสตอกโฮล์ม จากนั้นเขาก็สร้างความสนใจให้กับชุมชนวิทยาศาสตร์ด้วยบทความเกี่ยวกับการแก้ไขความขัดแย้งของหลุมดำที่กำลังจะมีขึ้นเร็วๆ นี้ “ข้อมูลไม่ได้ถูกจัดเก็บไว้ภายในอย่างที่ใครๆ คาดหวัง แต่เก็บไว้ที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ” นักวิทยาศาสตร์กล่าวในขณะนั้น นอกจากนี้เขายังกล่าวถึง supertranslations ที่ผู้เขียนใช้ในงานนี้ (ดูข้อมูลเพิ่มเติมด้านล่าง) การศึกษาของ Strominger เป็นแรงบันดาลใจให้ Hawking เขียนบทความ “แนวคิดก็คือ Superbroadcast นั้นเป็นโฮโลแกรมของอนุภาคที่ตกลงมา” ฮอว์คิงกล่าว “พวกเขามีข้อมูลทั้งหมดที่อาจสูญหายได้” นักวิทยาศาสตร์ยังพูดถึงโอกาสในการใช้ข้อมูลจากหลุมดำด้วย “เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติทั้งหมด ข้อมูลจะสูญหาย” ฮอว์คิงกล่าว ตามที่เขาพูด หลุมดำส่งคืนข้อมูลในรูปแบบ "วุ่นวายและไร้ประโยชน์"

ในการบรรยายของเขาซึ่งจัดขึ้นหนึ่งวันก่อนหน้านี้ในวันที่ 24 สิงหาคม ฮอว์คิงพูดถึงหลุมดำที่เป็นอุโมงค์สู่จักรวาลอื่น “หากหลุมดำมีขนาดใหญ่พอและหมุนรอบตัวเอง มันอาจเป็นสะพานเชื่อมไปยังจักรวาลอื่นได้ แต่พอผ่านไปแล้วจะไม่กลับมาหาเราอีก” นักฟิสิกส์กล่าว ฮอว์คิงสรุปแนวคิดของเขาที่นำเสนอในการประชุมเมื่อวันที่ 3 กันยายนโดยตีพิมพ์ล่วงหน้าบนเว็บไซต์ arXiv.org ผลงานของฮอว์คิงซึ่งร่วมเขียนกับเพอร์รีและสโตรมิงเจอร์ ได้รับการตีพิมพ์ที่นั่นเมื่อวันที่ 5 มกราคม พ.ศ. 2559

ก่อนหน้านี้ (ตั้งแต่กลางทศวรรษ 1970) ฮอว์คิงเชื่อว่าข้อมูลไม่ได้ถูกเก็บไว้ในหลุมดำ เขาและคิป ธอร์นเดิมพันเรื่องนี้ในปี 1997 กับจอห์น เพรสสกิล นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอเมริกัน มุมมองของฮอว์คิงเกี่ยวกับความขัดแย้งด้านข้อมูลหลุมดำเปลี่ยนไปตามความก้าวหน้าในทฤษฎีสตริง

ในปี 1996 ภายใต้กรอบของทฤษฎีสตริง สโตรมิงเจอร์และคัมรุน วาฟาได้สาธิตที่มาของนิพจน์สำหรับเอนโทรปีของหลุมดำ ซึ่งได้รับครั้งแรกทางอุณหพลศาสตร์โดยนักฟิสิกส์ชาวอิสราเอล Jacob Bekenstein ในปี 1973 ข้อสรุปของพวกเขาบ่งชี้ว่าการระเหยของหลุมดำยังคงรักษาความเป็นเอกภาพของกลศาสตร์ควอนตัม (เกี่ยวข้องกับการตีความความน่าจะเป็นที่สอดคล้องกัน) ซึ่งฮอว์คิงเคยตั้งคำถามไว้ก่อนหน้านี้

ในงานที่ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2548 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษพยายามอธิบายเชิงคุณภาพเกี่ยวกับการอนุรักษ์ข้อมูลในหลุมดำโดยใช้เทคนิคอินทิกรัลเชิงฟังก์ชันที่ยึดครองพื้นที่ที่มีโทโพโลยีเล็กน้อย ผลลัพธ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นตามแนวคิดของการติดต่อสื่อสาร AdS/CFT ที่เสนอในปี 1998 โดย Juan Maldacena ภายในกรอบของทฤษฎีสตริง ในทางกลับกัน มันขึ้นอยู่กับหลักการโฮโลแกรมที่เสนอในปี 1993 โดยนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวดัตช์ Gerard 't Hooft (นักวิทยาศาสตร์คนนี้ตีพิมพ์งานพิมพ์ล่วงหน้าเมื่อวันที่ 5 กันยายน 2558 พร้อมทางเลือกอื่นในการจัดเก็บข้อมูลด้วยหลุมดำ)

ในงานชิ้นใหม่นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ต่อยอดงานวิจัยจากทศวรรษ 1960 จากนั้นนักฟิสิกส์ Steven Weinberg และคนอื่นๆ ได้เสนอแนวคิดของการแปลขั้นสูง (ไม่ควรสับสนกับคำที่มีชื่อเดียวกันที่ใช้ในคณิตศาสตร์ขั้นสูง) นอกจากนี้ ผู้เขียนยังใช้ผลลัพธ์ของ Strominger และผู้เขียนร่วม ซึ่งตามมาด้วยว่าหลุมดำมีสิ่งที่เรียกว่าขนนุ่ม สโตรมิงเจอร์ใช้โฟตอนอ่อนที่รู้จักจากควอนตัมไฟฟ้าพลศาสตร์ - ควอนตัมรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าความยาวคลื่นยาวที่ใช้ในการปรับสภาพใหม่ (ขั้นตอนในการขจัดความแตกต่างในทฤษฎีสนามควอนตัม) อนุภาคดังกล่าวมีพลังงานต่ำ และเมื่ออธิบายสถานะสุญญากาศ (ที่มีพลังงานต่ำที่สุด) จะทำให้เกิดสถานะควอนตัมใหม่ที่มีโมเมนตัมเชิงมุม (เนื่องจากโฟตอนมีหนึ่ง)

สโตรมิงเงอร์เริ่มสนใจคำถามที่ว่าสถานะควอนตัมเริ่มต้นของระบบจะแตกต่างจากสถานะถัดไปหรือไม่ หากความยาวคลื่นโฟตอนถูกสันนิษฐานว่าเป็นอนันต์ (นั่นคือ พลังงานของมันถือว่าเป็นศูนย์) การคำนวณแสดงให้เห็นว่าสถานะควอนตัมของระบบจะเปลี่ยนไปในกรณีนี้ กราวิตอนอ่อนและโฟตอนที่อยู่ในช่วงความยาวคลื่นอนันต์นั้นมีอยู่ในขอบเขตของกาล-อวกาศ เมื่อนำไปใช้กับหลุมดำ ปรากฎว่าอนุภาคอ่อนถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นโฮโลแกรมสามมิติของหลุมอวกาศ-เวลาสี่มิติ

เมื่อนักวิทยาศาสตร์พูดถึง superbroadcasts มันหมายถึงการเปลี่ยนแปลงของรังสีแสงที่เหมือนกันซึ่งมีอยู่บนขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ในคริสต์ทศวรรษ 1960 ซูเปอร์บรอดคาสต์ถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายรังสีแสงที่ระยะอนันต์ของกาลอวกาศ แทนที่จะเป็นขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ Strominger อธิบายแนวคิดของ supertranslation โดยใช้ตัวอย่างการรวบรวมฟางที่ยาวและเหมือนกันไม่สิ้นสุด หากหนึ่งในนั้นถูกเลื่อนขึ้นหรือลงโดยสัมพันธ์กับอีกอันหนึ่ง การเคลื่อนไหวดังกล่าวจะถือเป็นเรื่องจริงได้หรือไม่? การวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ได้ให้คำตอบเชิงบวกสำหรับคำถามนี้

“ถ้าคุณเปรียบเทียบหลุมดำสองหลุมที่แตกต่างกันเพียงการเติมโฟตอนที่อ่อนซึ่งไม่เปลี่ยนพลังงาน คุณจะได้หลุมดำที่แตกต่างกัน แล้วคุณก็ปล่อยให้พวกมันระเหยไป ในกรณีนี้ควรระเหยกลายเป็นสิ่งที่แตกต่างออกไป เราให้สูตรที่แน่นอน ซึ่งเป็นหนึ่งในผลลัพธ์หลักของงานของเรา โดยอธิบายความแตกต่างในสถานะควอนตัมของหลุมดำซึ่งมีโฟตอนที่อ่อนถูกเติมเข้าไปหรือไม่ก็ได้” สโตรมิงเจอร์บอกกับ Scientific American

นักฟิสิกส์ตั้งข้อสังเกตว่าในระหว่างการวิจัยเขาสามารถกำหนดปัญหาที่น่าหวังได้ 35 ปัญหา ซึ่งการแก้ปัญหาแต่ละข้ออาจใช้เวลานานหลายเดือน “ถ้าเรามีองค์ประกอบทั้งหมดที่จะเข้าใจพลวัตควอนตัมของหลุมดำ ก็จะทำให้สามารถนับจำนวนพิกเซลโฮโลแกรมได้” เขากล่าว ในอนาคต Strominger และผู้เขียนร่วมของเขาจะไม่ได้ศึกษา supertranslations แต่เป็น superrotation เมื่อใช้การเปรียบเทียบกับหลอดที่ยาวไม่สิ้นสุดที่เหมือนกัน เราสามารถพูดได้ว่าในกรณีนี้ หลอดอย่างหลังจะเปลี่ยนที่ซึ่งกันและกัน (หลอดหนึ่งหมุนรอบอีกอัน)

“พวกมัน (superrotation) เป็นความสมมาตรอีกรูปแบบหนึ่งที่ระยะอนันต์ โดยที่คุณไม่เพียงแค่เคลื่อนรังสีแสงขึ้นลงเท่านั้น แต่ปล่อยให้พวกมันเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กัน” สตรอมมิงเจอร์กล่าว นักวิทยาศาสตร์เริ่มศึกษาการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเมื่อประมาณสิบปีที่แล้ว และความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นในช่วงสองปีที่ผ่านมาเท่านั้น ฮอว์คิง ซึ่งฉลองวันเกิดครบรอบ 74 ปีในวันที่ 8 มกราคม จะนำเสนอวิสัยทัศน์เกี่ยวกับผลงานใหม่ของเขาในการบรรยายที่จะออกอากาศทางสถานีวิทยุบีบีซี 4 ในวันที่ 26 มกราคม และ 2 กุมภาพันธ์

นักจักรวาลวิทยาและนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในยุคของเรา นักวิทยาศาสตร์ในอนาคตเกิดเมื่อปี พ.ศ. 2485 เริ่มประสบปัญหาสุขภาพเมื่ออายุ 20 ปี เส้นโลหิตตีบด้านข้าง Amyotrophic ทำให้การเรียนภาควิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่อ็อกซ์ฟอร์ดเป็นเรื่องยากมาก แต่ก็ไม่ได้ขัดขวางสตีเฟนจากการใช้ชีวิตที่กระตือรือร้นและมีความสำคัญ เขาแต่งงานในปี 2508 และกลายเป็น Fellow ของ Royal Society of London ในปี 1974 มาถึงตอนนี้เขามีลูกสาวหนึ่งคนและลูกชายสองคนแล้ว ในปี 1985 นักวิทยาศาสตร์คนนั้นหยุดพูด ปัจจุบันมีเพียงแก้มข้างเดียวเท่านั้นที่ยังคงความคล่องตัวในร่างกายของเขา ดูเหมือนนิ่งเฉยและถูกประณามโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม ในปี 1995 เขาได้แต่งงานอีกครั้ง และในปี 2007... เขาบินได้ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง

ไม่มีบุคคลใดบนโลกที่ถูกกีดกันจากการเคลื่อนไหวที่จะมีชีวิตที่สมบูรณ์ มีประโยชน์ และน่าสนใจเช่นนี้

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด พัฒนาการที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของฮอว์คิงคือทฤษฎีหลุมดำ “ทฤษฎีฮอว์คิง” ดังที่เรียกกันในปัจจุบัน ได้เปลี่ยนแปลงความเข้าใจอันยาวนานของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับหลุมดำในจักรวาลไปอย่างสิ้นเชิง

ในช่วงเริ่มต้นของการทำงานตามทฤษฎีนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็เหมือนกับเพื่อนร่วมงานหลายคนแย้งว่าทุกสิ่งที่เข้าไปจะถูกทำลายไปตลอดกาล ความขัดแย้งของข้อมูลนี้หลอกหลอนบุคลากรทางทหารและนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก เชื่อกันว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างคุณสมบัติใด ๆ ของวัตถุอวกาศเหล่านี้ ยกเว้นมวล

หลังจากศึกษาหลุมดำในปี 1975 ฮอว์คิงพบว่าพวกมันปล่อยกระแสโฟตอนและอนุภาคมูลฐานอื่นๆ ออกสู่อวกาศอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม แม้แต่นักวิทยาศาสตร์เองก็มั่นใจว่า “รังสีฮอว์กิง” นั้นเป็นแบบสุ่มและคาดเดาไม่ได้ ในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษคิดว่ารังสีนี้ไม่มีข้อมูลใดๆ

อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของจิตใจที่เฉียบแหลมคือความสามารถในการสงสัยอยู่ตลอดเวลา ฮอว์คิงทำการวิจัยต่อไปและค้นพบว่าการระเหยของหลุมดำ (เช่น รังสีฮอว์กิง) ถือเป็นควอนตัมในธรรมชาติ สิ่งนี้ทำให้เขาสามารถสรุปได้ว่าข้อมูลที่ตกลงไปในหลุมดำไม่ได้ถูกทำลาย แต่มีการเปลี่ยนแปลง ทฤษฎีที่ว่าสถานะของหลุมคงที่นั้นถูกต้องเมื่อมองจากมุมมองของฟิสิกส์ที่ไม่ใช่ควอนตัม

เมื่อคำนึงถึงทฤษฎีควอนตัม สุญญากาศจะเต็มไปด้วยอนุภาค "เสมือน" ที่ปล่อยสนามฟิสิกส์ที่แตกต่างกัน ความแรงของรังสีเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เมื่อมันแรงมาก คู่อนุภาค-ปฏิปักษ์สามารถเกิดขึ้นได้โดยตรงจากสุญญากาศที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ (ขอบเขต) ของหลุมดำ หากพลังงานทั้งหมดของอนุภาคหนึ่งกลายเป็นบวกและพลังงานที่สองเป็นลบหากในเวลาเดียวกันอนุภาคก็ตกลงไปในหลุมดำพวกมันก็เริ่มมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป ปฏิปักษ์เชิงลบเริ่มลดพลังงานนิ่งของหลุมดำ และอนุภาคบวกมีแนวโน้มที่จะไม่มีที่สิ้นสุด

จากภายนอก กระบวนการนี้ดูเหมือนการระเหยที่มาจากหลุมดำ นี่คือสิ่งที่เรียกว่า "รังสีฮอว์กิง" นักวิทยาศาสตร์พบว่า "การระเหย" ของข้อมูลที่บิดเบี้ยวนี้มีสเปกตรัมความร้อนของตัวเอง ซึ่งมองเห็นได้จากเครื่องมือ และมีอุณหภูมิที่แน่นอน

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่ารังสีฮอว์กิงบ่งชี้ว่าข้อมูลไม่ได้สูญหายไปทั้งหมดและหายไปตลอดกาลในหลุมดำ เขามั่นใจว่าฟิสิกส์ควอนตัมพิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปไม่ได้ที่จะทำลายล้างหรือสูญเสียข้อมูลโดยสิ้นเชิง ซึ่งหมายความว่ารังสีฮอว์กิงมีข้อมูลดังกล่าวอยู่ แม้ว่าจะอยู่ในรูปแบบที่ได้รับการแก้ไขก็ตาม

หากนักวิทยาศาสตร์พูดถูก อดีตและอนาคตของหลุมดำก็สามารถศึกษาได้ในลักษณะเดียวกับประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์ดวงอื่น

น่าเสียดายที่ความคิดเห็นเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการเดินทางข้ามเวลาหรือไปยังจักรวาลอื่นโดยใช้หลุมดำ การปรากฏตัวของรังสีฮอว์กิงพิสูจน์ให้เห็นว่าวัตถุใด ๆ ที่ตกลงไปในหลุมจะกลับมาสู่จักรวาลของเราในรูปแบบของข้อมูลที่เปลี่ยนแปลง

ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนที่จะมีความเชื่อเหมือนนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษคนนี้ อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่กล้าท้าทายพวกเขาด้วย ทุกวันนี้ทั้งโลกกำลังรอสิ่งพิมพ์ใหม่โดย Hawking ซึ่งเขาสัญญาว่าจะยืนยันในรายละเอียดและสรุปถึงความเป็นกลางของทฤษฎีของเขาซึ่งทำให้โลกวิทยาศาสตร์กลับหัวกลับหาง

นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถได้รับรังสีฮอว์คิงในสภาพห้องปฏิบัติการอีกด้วย เรื่องนี้เกิดขึ้นในปี 2010

Stephen Hawking หักล้างทฤษฎีดั้งเดิมของหลุมดำ

Stephen Hawking นักฟิสิกส์ชื่อดังตีพิมพ์บทความบนเว็บไซต์ของห้องสมุดมหาวิทยาลัย Cornell (สหรัฐอเมริกา) ซึ่งเขาอ้างว่าไม่มีหลุมดำในความเข้าใจในปัจจุบัน นี่เป็นรายงานโดยวารสารวิทยาศาสตร์

เชื่อกันว่าทุกหลุมล้อมรอบด้วยขอบเขตที่มองไม่เห็น - ขอบฟ้าเหตุการณ์ซึ่งไม่มีสิ่งใดแม้แต่แสงก็สามารถผ่านไปได้ ในขณะเดียวกัน ฮอว์คิงเสนอให้เปลี่ยนคำว่า "ขอบฟ้าเหตุการณ์" เป็น "ขอบฟ้าที่มองเห็นได้" ซึ่งตามความเห็นของเขา เป็นเพียงการกักเก็บสสารและพลังงานไว้ชั่วคราว หลังจากนั้นจะปล่อยมันออกมาอีกครั้ง แม้ว่าจะอยู่ในรูปแบบที่บิดเบี้ยวก็ตาม และการไม่มีขอบฟ้าเหตุการณ์หมายความว่าไม่มีหลุมดำอยู่

Stephen Hawking อธิบายว่าแม้ว่าตามทฤษฎีดั้งเดิมแล้ว ไม่มีทางที่จะกลับออกจากหลุมดำได้ แต่ถ้าคุณทำตามทฤษฎีควอนตัม พลังงานและข้อมูลก็ยังคงสามารถออกจากหลุมดำได้ จริงอยู่ที่ คำอธิบายที่สมบูรณ์ของกระบวนการจะต้องมีการสร้างทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมที่ผสมผสานกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งเป็นสิ่งที่นักฟิสิกส์ไม่สามารถทำได้มานานนับศตวรรษ แต่เมื่อพิจารณาว่า Stephen Hawking เป็นหนึ่งในผู้สร้างทฤษฎีหลุมดำ ทฤษฎีของเขาแม้ว่าจะไม่ได้รับการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์อย่างสมบูรณ์ แต่ก็คุ้มค่าที่จะให้ความสนใจ

โปรดจำไว้ว่า ณ สิ้นปี 2556 สภาวิจัยแห่งยุโรปได้ออกเงินสนับสนุนจำนวน 14 ล้านยูโรให้กับทีมงานโครงการ BlackHoleCam ซึ่งมีเป้าหมายคือการถ่ายภาพหลุมดำครั้งแรกของโลก

http://www.vokrugsveta.ru/news/14791/

Stephen Hawking โพสต์บทความที่ตีพิมพ์ล่วงหน้าบน arXiv.org ซึ่งเขาเสนอคำอธิบายเกี่ยวกับความขัดแย้งของไฟร์วอลล์หรือ "กำแพงแห่งไฟ" จากคำอธิบายพบว่าไม่มีหลุมดำในความหมายดั้งเดิมของคำนี้

ตามข้อมูลของฮอว์คิง เนื่องจากการรบกวนที่เกิดจากเอฟเฟกต์ควอนตัม จึงเป็นไปไม่ได้ในหลักการที่จะกำหนดขอบเขตที่แน่นอนของหลุมดำ ในการโต้แย้งที่ใช้ข้อความที่พิมพ์เพียงสองหน้า เขาเสนอให้แทนที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ด้วยสิ่งที่เรียกว่า "ขอบฟ้าเหตุการณ์ที่ปรากฏ" ขอบฟ้านี้สามารถดักจับสสารและพลังงานได้เพียงชั่วคราวเท่านั้น ไม่ใช่ตลอดไป

“การไม่มีขอบฟ้าเหตุการณ์หมายความว่าไม่มีหลุมดำอยู่ อย่างน้อยก็ในแง่ของพื้นที่ที่แสงไม่สามารถทะลุผ่านได้” ฮอว์คิงสรุป

ดอน เพจ นักฟิสิกส์ อ้างโดย Nature News เชื่อว่าตามแผนของฮอว์คิง เมื่อเวลาผ่านไป ขอบฟ้าที่มองเห็นได้ของหลุมดำอาจหายไปโดยสิ้นเชิง เป็นผลให้ทุกสิ่งที่อยู่ในหลุมนั้นจะถูกโยนออกไป

ในงานของเขา ฮอว์คิงยังเขียนด้วยว่าการแผ่รังสีของหลุมนั้นจะต้องวุ่นวาย (ในแง่คณิตศาสตร์) ในธรรมชาติ ซึ่งหมายความว่าแม้จะมีการเก็บรักษาข้อมูลขั้นพื้นฐาน แต่ก็ไม่สามารถดึงข้อมูลจากรังสีได้ ในการทำงาน นักฟิสิกส์จะเปรียบเทียบปัญหาในการดึงข้อมูลกับงานพยากรณ์สภาพอากาศ ความโกลาหลในกรณีนี้หมายถึงการพึ่งพาปัญหากับเงื่อนไขเริ่มต้นซึ่งความไม่ถูกต้องเพียงเล็กน้อยในการกำหนดเงื่อนไขเหล่านี้นำไปสู่วิธีแก้ปัญหาที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน นักฟิสิกส์ยอมรับว่ายังไม่พบการนำแนวคิดของเขาไปปฏิบัติทางคณิตศาสตร์อย่างเข้มงวด

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ หากสสารมีความหนาแน่นวิกฤตถึงระดับหนึ่ง ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของมันเอง สสารก็จะพังทลายลงเป็นหลุมดำ นี่คือบริเวณอวกาศที่แรงโน้มถ่วงมีความรุนแรงมากจนแม้แต่แสงก็ไม่สามารถออกไปได้ หลุมนี้ถูกแยกออกจากส่วนอื่นๆ ของจักรวาลด้วยขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นสิ่งกีดขวางที่มีเงื่อนไข ซึ่งซึมเข้าไปได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น ในกรณีของหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งมีรัศมีขนาดใหญ่เพียงพอ แรงขึ้นน้ำลงที่ขอบฟ้าเหตุการณ์จะอ่อนแรง และผู้สังเกตการณ์สมมุติอาจไม่สังเกตเห็นการข้ามขอบเขตนี้ด้วยซ้ำ

ในทฤษฎีสัมพัทธภาพคลาสสิก หลุมดำไม่สามารถปล่อยสิ่งใดออกมาได้ (นักดาราศาสตร์ค้นพบหลุมโดยการแผ่รังสีของสสารที่ตกลงบนพวกมัน) ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 สตีเฟน ฮอว์คิงค้นพบว่าผลกระทบทางควอนตัมใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ทำให้หลุมนั้นมีการแผ่รังสีออกมาจริงๆ อย่างไรก็ตาม สเปกตรัมของรังสีนี้กลับกลายเป็นว่าคล้ายคลึงกับสเปกตรัมของรังสีของวัตถุสีดำสนิท ในแง่ของกลศาสตร์ควอนตัม หมายความว่าหลุมดำสูญเสียข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่ดูดซับไว้ ผลกระทบนี้ขัดแย้งกับสมมุติฐานของการอนุรักษ์ข้อมูล (ในแง่หนึ่ง เป็นหลักการทั่วไปที่กว้างขวางของกฎการอนุรักษ์พลังงาน) และถูกเรียกว่าความขัดแย้งทางข้อมูลของหลุมดำ

การพัฒนาความคิดของ Hawking และพยายามแก้ไขความขัดแย้งนี้ นักฟิสิกส์ Joe Polchinski และเพื่อนร่วมงานในปี 2012บรรยายถึงผลกระทบของสิ่งที่เรียกว่า “กำแพงไฟ” สาระสำคัญของมันคือสิ่งนั้นและชม.- สำหรับสิ่งที่เรียกว่าความเป็นคู่ของ AdS/CFT (รายละเอียดเกี่ยวกับเรื่องนี้ในการให้สัมภาษณ์กับ Lenta.ru
บอกโดย Brian Greene) แทนที่จะเป็นขอบฟ้าเหตุการณ์ที่เรียกว่า“กำแพงไฟ” ที่ถูกกล่าวหานั้นเป็นบริเวณที่มีอนุภาคพลังงานมหาศาล ผลลัพธ์นี้ขัดแย้งกับทฤษฎีสัมพัทธภาพตามขอบฟ้าเหตุการณ์มันไม่แตกต่างจากพื้นที่อื่น ๆ ในแง่ของทางกายภาพอาโกนอฟ

นักฟิสิกส์ที่ประกาศว่า "ไม่มีหลุมดำ อย่างน้อยก็ไม่ได้อยู่ในความหมายที่เราจินตนาการไว้" จะได้รับชื่อเสียงว่าเป็น... สิ่งแปลกประหลาด บางทีอาจเป็นตัวอักษร "m" ด้วยซ้ำ แต่ Stephen Hawking ได้รับอนุญาตทุกอย่าง

ในงานใหม่ของเขา นักฟิสิกส์ชื่อดังให้เหตุผลถึงความจำเป็นที่จะต้องยกเลิกแนวคิดเรื่อง "ขอบฟ้าเหตุการณ์" ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในการทำความเข้าใจหลุมดำในปัจจุบัน ครั้งหนึ่งมันเคยอยู่นอกเหนือขอบเขตของมันแล้ว ไม่มีสิ่งใดแม้แต่แสง ที่สามารถออกจากหลุมดำ (BH) ได้ ซึ่งท้ายที่สุดก็ก่อให้เกิดความขัดแย้งเหล่านี้ทั้งหมด เช่น การสูญเสียข้อมูล (ซึ่งดูเหมือนจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้) และ “กำแพงแห่งอื่น ๆ” ไฟ."

จัดทำจากข่าวธรรมชาติ ภาพสแปลชได้รับความอนุเคราะห์จาก Shutterstock

อเล็กซานเดอร์ เบเรซิน
24 มกราคม 2014
ส่วนประกอบ

ความคิดเห็น: 0

ไม่ เราไม่ได้กำลังพูดถึงกำแพงไฟจริงๆ ไม่มีอะไรจะเผาที่นั่น และไม่มีที่ไหนเลย แต่จะต้องมี "ไฟร์วอลล์" บางชนิดอยู่ด้านหลังขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ซึ่งเป็นไฟร์วอลล์ชนิดหนึ่ง เพราะถ้าไม่อยู่ GTR ก็ตกอยู่ในอันตราย

ภาพยนตร์สารคดีเรื่อง "A Brief History of Time" สร้างจากหนังสือขายดีทางวิทยาศาสตร์ยอดนิยมที่มีชื่อเดียวกันโดยนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอังกฤษ Stephen Hawking ซึ่งผู้เขียนได้ตอบคำถาม: จักรวาลมาจากไหน อย่างไรและทำไมมันถึงเข้ามา เป็นอยู่ และจุดจบของมันจะเป็นเช่นไร แต่ผู้กำกับภาพยนตร์ Errol Morris ไม่ได้จำกัดตัวเองอยู่เพียงการนำเสนอเนื้อหาของหนังสือเท่านั้น ภาพยนตร์เรื่องนี้ให้ความสำคัญกับบุคลิกภาพและชีวิตประจำวันของ Hawking เป็นอย่างมาก

แนวคิดเรื่องวัตถุขนาดใหญ่ซึ่งมีแรงดึงโน้มถ่วงแรงมากจนความเร็วที่จำเป็นในการเอาชนะแรงดึงนั้น (ความเร็วหนีที่สอง) เท่ากับหรือมากกว่าความเร็วแสง ถูกเสนอครั้งแรกในปี พ.ศ. 2327 โดยจอห์น มิเชลล์ในจดหมายที่เขาส่งถึง ราชสมาคม. ตัวอักษรมีการคำนวณซึ่งเป็นไปตามนั้นสำหรับวัตถุที่มีรัศมี 500 รัศมีสุริยะและมีความหนาแน่นของดวงอาทิตย์ ความเร็วหลบหนีที่สองบนพื้นผิวจะเท่ากับความเร็วแสง ดังนั้นแสงจะไม่สามารถออกไปจากร่างนี้และจะมองไม่เห็น มิเชลแนะนำว่าอาจมีวัตถุที่ไม่สามารถเข้าถึงได้มากมายในอวกาศ

สารคดีปี 2013 เกี่ยวกับ Stephen Hawking หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดแห่งศตวรรษที่ 20 ภาพยนตร์เรื่องนี้จะบอกเราเกี่ยวกับชีวิตของบุคคลที่น่าทึ่งคนนี้ตั้งแต่สมัยเรียนจนถึงปัจจุบัน

เมื่อปลายเดือนมกราคม 2014 งานพิมพ์ล่วงหน้าของ Stephen Hawking ปรากฏบนเว็บไซต์ arXiv.org ซึ่งเขาเสนอให้ละทิ้งแนวคิดของขอบฟ้าเหตุการณ์ - ขอบเขตอย่างเป็นทางการของหลุมดำซึ่งมีการคาดการณ์การมีอยู่ภายในกรอบงาน ของทฤษฎีสัมพัทธภาพ สิ่งนี้ทำเพื่อแก้ปัญหาที่เรียกว่าปัญหาไฟร์วอลล์หรือ "กำแพงไฟ" ซึ่งเกิดขึ้นที่จุดตัดของกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ มีการเสนอให้แทนที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ด้วยสิ่งที่เรียกว่าขอบฟ้าที่มองเห็นได้

จักรวาลเต็มไปด้วยสัญญาณรบกวนจากคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเป็นการซ้อนทับกันอย่างไม่เป็นระเบียบของคลื่นความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาในกระบวนการต่างๆ ตลอดช่วงชีวิตของจักรวาล โดยทั่วไปแล้ว การค้นหาผลกระทบของคลื่นความโน้มถ่วงนั้นใช้อุปกรณ์พิเศษที่มีความไวสูงเป็นพิเศษ นั่นคือเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง ผู้เขียนการศึกษาใหม่ใช้เส้นทางที่แตกต่างออกไป: พวกเขาใช้ข้อมูลจากเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่คัดเลือกมาเป็นพิเศษ พวกเขาสามารถหาค่าประมาณความเข้มของสัญญาณรบกวนของคลื่นความโน้มถ่วงในจักรวาลใหม่ได้ ซึ่งมีความแม่นยำมากกว่าครั้งก่อนถึงพันล้านเท่า

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีสามคนจากออนแทรีโอได้ตีพิมพ์บทความในวารสาร Scientific American โดยอธิบายว่าโลกของเราอาจเป็นพื้นผิวของหลุมดำสี่มิติ เราเห็นว่าจำเป็นต้องเผยแพร่คำชี้แจงที่เหมาะสม

ยิ่งระยะเวลาการเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวแปรแสงเซเฟอิดนานเท่าไร พลังงานที่ปล่อยออกมาก็จะมากขึ้นเท่านั้น

Ksanfomality L.V.

วิทยาศาสตร์ต้องใช้เวลาหลายชั่วอายุคนกว่าที่ความคิดใหม่ๆ ทางกายภาพจะซึมซับเข้าสู่ร่างกาย จากนั้นจึงเริ่มเกิดผล (บางครั้งก็เหมือนเห็ดจากการระเบิดแสนสาหัส) ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคที่ปฏิวัติวงการในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 มีพื้นฐานอยู่บนความก้าวหน้ามหาศาลในฟิสิกส์สถานะของแข็ง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ แต่ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษใหม่ เหตุการณ์ต่าง ๆ ก็เริ่มเปิดเผยทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งมีขนาดค่อนข้างเทียบเคียงได้กับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 ในการประชุมระดับนานาชาติ รายงานข่าวจักรวาลวิทยาดึงดูดผู้คนจำนวนมาก ไอน์สไตน์คนใหม่ยังไม่ปรากฏให้เห็น แต่สิ่งต่างๆ ไปไกลมากแล้ว บทความนี้จะกล่าวถึงการค้นพบใหม่ๆ ที่นำไปสู่การแก้ไขแนวคิดเกี่ยวกับจักรวาลที่เราอาศัยอยู่อย่างลึกซึ้งอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน

แม้แต่นักดาราศาสตร์ก็ไม่เข้าใจการขยายตัวของจักรวาลอย่างถูกต้องเสมอไป บอลลูนที่กำลังพองตัวเป็นการเปรียบเทียบที่เก่าแต่ดีสำหรับการขยายตัวของจักรวาล กาแลคซีที่อยู่บนพื้นผิวของลูกบอลนั้นไม่มีการเคลื่อนไหว แต่เมื่อจักรวาลขยายตัว ระยะห่างระหว่างพวกมันก็จะเพิ่มขึ้น แต่ขนาดของกาแลคซีเองก็ไม่เพิ่มขึ้น