Черные дыры станут… компьютерами

Считается, что черные дыры уничтожают всё, с чем сталкиваются в точке, откуда нет возврата, называемой "горизонтом черной дыры". При падении тела на вращающуюся черную дыру оно сначала отклоняется в своем движении в сторону вращения черной дыры, пересекает границу эргосферы (пространство между горизонтом и пределом статичности – внешняя граница движения предметов вокруг черной дыры) и постепенно приближается к горизонту. Для внешнего наблюдателя свет, испускаемый падающим телом, становится все более красным и менее интенсивным, затем полностью затухает: тело, уйдя под горизонт, становится невидимым для внешнего наблюдателя.В 1975 году Хокинг математически доказал, что любая черная дыра спонтанно испускает электромагнитное излучение, которое непрерывно уносит ее массу и энергию. Из расчетов Хокинга естественно следует, что черные дыры постепенно разогреваются и "испаряются", и, в конце концов, взрываются и исчезают. Те же вычисления показали, что для черных дыр, которые возникают при взрывах сверхновых звезд, и тем более для сверхмассивных дыр, находящихся в центрах галактик, скорость испарения близка к нулю. Однако эта скорость растет по мере "похудания" дыры, так что в конечном счете любая дыра все же обречена на гибель.

Первоначально, ученый утверждал, что это излучение настолько случайно и не может нести информацию о том, какие предметы были поглощены. Черная дыра превращает любое попавшее в неё тело в беспорядочное излучение, уничтожая таким способом всю информацию. Но это утверждение противоречит положениям квантовой механики, которые гласят, что квантовая информация никогда не потеряется. В итоге Хокинг изменил своё мнение и в 2004 году признал, что черные дыры не уничтожают сведения.

Даниэль Готтесман (Daniel Gottesman) из Пенсильванского института в Канаде (the Perimeter Institute in Waterloo, Canada) говорит, что "данная научная задача ещё не разрешена до конца. Хокинг поменял своё мнение, а многие учёные – нет. Остаётся ещё ряд вопросов по данной теме".

Недавно профессор Сет Ллойд (Seth Lloyd), физик из Массачусетского технологического института (MIT), решил использовать сомнительную квантовую модель, называемую "модель проекции на конечное состояние" (final state projection model), чтобы разрешить вопрос с черными дырами. Согласно этой модели, при неких обстоятельствах, таких как сильное гравитационное поле чёрной дыры, у предметов есть только один способ поведения, а не несколько. Например, монетка, попавшая в дыру, полетит всегда орлом вверх. Этот факт позволяет информации вырваться из чёрной дыры без всяких двусмысленных интерпретаций, а именно через квантовый процесс, называемый "запутанность квантовых состояний", когда предметы начинают взаимодействовать (обмениваться эффектами).

В черных дырах излучение Хокинга возникает внутри и имеет два компонента – один выходит из дыры, а другой остается. Эти компоненты взаимосвязаны, и любое изменение в одном приводит к изменению в другом элементе. Ллойд также уверен, что в будущем чёрные дыры можно будет использовать в качестве компьютеров.

В свою очередь Даниэль Готтесман утверждает, что любое объяснение недостаточно, например, невозможно будет определить, какому именно объекту принадлежит информация.

По следам Newscientistspace.com, Arxiv.org, Elementy.ru, Grani.ru и Astronews.