En måned efter, at Stephen Hawking og hans kolleger offentliggjorde et papir om sorte huller, kæmper fysikere stadig for at komme til enighed. Nogle hylder hans seneste arbejde som en frisk måde at løse det sorte hulpuslespil; andre er usikre på hendes autoritet. Førstnævnte støtter fortrykket påstand om, at det giver en lovende måde at løse mysteriet med det såkaldte black hole information paradox, som Hawking udledte for over 40 år siden.
”Jeg tror, at der er en generel spænding over, at vi kan se på velkendte ting på en anden måde, vi vil bryde dødvandet,” siger Andrew Strominger, fysiker ved Harvard University i Cambridge, medforfatter til et af de nyeste værker. Strominger præsenterede resultaterne af sit arbejde den 18. januar 2016 på University of Cambridge, hvor Hawking er baseret.
Mange er ikke overbeviste om, at denne tilgang kan løse paradokset, selvom de indrømmer, at den belyser forskellige problemer i fysik. I midten af 70'erne opdagede Hawking, at sorte huller ikke er helt sorte, men udsender lidt stråling. I følge kvantefysik skulle kvantefluktuationer lige uden for begivenhedshorisonten - punktet uden tilbagevenden af et sort hul - opstå par af partikler. Nogle af disse partikler forlader det sorte huls tyngdekraft, men transporterer noget af dets masse, hvilket resulterer i, at det sorte hul langsomt trækkes sammen og til sidst forsvinder.
I et papir, der blev offentliggjort i 1976, indikerede Hawking, at de udstrømmende partikler - nu kendt som Hawking-stråling - ville have helt tilfældige egenskaber. Som et resultat, når det sorte hul forsvinder, vil informationerne, der er gemt i det, gå tabt til universet. Men dette resultat stemmer ikke overens med fysikkens love, hvorefter information, som energi, bevares, hvilket giver anledning til et paradoks.”Dette arbejde har medført flere søvnløse nætter for teoretiske fysikere end noget andet arbejde i historien,” huskede Strominger.
Det var en fejltagelse, forklarede han, at ignorere potentialet i tom plads til at bære information. I sit arbejde sammen med Hawking og tredje medforfatter Malcolm Perry, også fra University of Cambridge, vender han sig mod bløde partikler. Dette er lavenergiversioner af fotoner, hypotetiske partikler kendt som gravitoner og andre partikler. Indtil for nylig blev de hovedsageligt brugt til beregninger inden for partikelfysik. Men forfatterne bemærker, at det vakuum, som det sorte hul ligger i, ikke behøver at være blottet for partikler - kun energi - og derfor kan bløde partikler være til stede i det i en energitilstand nul.
Alt, hvad der falder ned i et sort hul, fortsætter de, efterlader et aftryk - et aftryk - på disse partikler.”Hvis du er i et vakuum og indånder - formoder at du trækker ind i en masse bløde gravitoner,” siger Strominger. Efter denne forstyrrelse ændres vakuumet omkring det sorte hul, og informationen gemmes til sidst.
Papiret fortsætter med at foreslå en mekanisme til overførsel af denne information til det sorte hul - som teoretisk løser paradokset. For at gøre dette beregnet forfatterne, hvordan man afkoder dataene i en kvantebeskrivelse af begivenhedshorisonten, kendt som "håret i et sort hul."
Salgsfremmende video:
En vanskelig overgang
Ikke desto mindre er arbejdet langt fra afsluttet. Abhay Ashtekara, der studerer tyngdekraften ved University of Pennsylvania i University Park, siger, at han finder forfatternes måde at overføre information til et sort hul ("blødt hår") ikke overbevisende. Og forfatterne indrømmer, at de endnu ikke ved, hvordan disse oplysninger senere kan overføres med Hawking-stråling, og dette er et nødvendigt næste trin.
Stephen Avery, en teoretisk fysiker ved Brown University i Providence, Rhode Island, er skeptisk over muligheden for, at denne fremgangsmåde løser paradokset, men han tror bestemt, at den vil udvide betydningen af bløde partikler. Han bemærker, at Strominger opdagede, at bløde partikler afslører subtile symmetrier af kendte naturkræfter, "hvoraf nogle er kendte for os og nogle af dem er nye."
Andre fysikere er mere optimistiske med hensyn til udsigterne til denne metode til løsning af informationsparadokset. Sabine Hossenfelder fra Institute for Advanced Study i Tyskland siger, at resultaterne fra "blødt hår" sammen med hendes egen forskning kan løse kontroverser omkring sorte huller som firewall-problemet. Du ser, der er spørgsmålet om, hvorvidt hændelseshorisonten kan blive ekstremt varm på grund af Hawking-stråling. Dette er i modstrid med Einsteins generelle relativitet, hvorefter en observatør, der falder gennem horisonten, ikke ville bemærke pludselige ændringer i miljøet.
”Hvis vakuumet har forskellige tilstande,” siger Hossenfelder,”kan du overføre information til stråling uden at sætte nogen energi i horisonten. Derfor er der ingen firewall."