Czarna dziura to obiekt w kulturze masowej postrzegany jak twór, który zgniata wszystko co weń wpadnie. W szkołach najczęściej o czarnych dziurach mówi się - ostateczny etap ewolucji gwiazd, wspomina się o gigantycznych czarnych dziurach, które egzystują w centrach galaktyk i odpowiadają za wiele niezwykłych zjawisk astrofizycznych. Dla astrofizyków czarna dziura jest równie realna jak zagadkowa. Dla laika, który nie interesuje się astrofizyką, może być zaskoczeniem, że czarne dziury, choć znane astrofizykom już od prawie 100 lat, nie są nadal zrozumiane. Ostatni artykuł Stephena Hawkinga, który trafił na ogólnodostępny preprintowy serwis arxiv.org (ogólnie dostępne repozytorium prac naukowych), jawi się jak ostateczna próba rozprawienia się z czarnymi dziurami. Wywołał on ogromne zamieszanie i konsternację w świecie nauki.
Krótki czterostronicowy artykuł pokazał się 22 stycznia i każdy kto chce może zapoznać się z jego treścią. Wkrótce internet obiegły newsy o tytułach najczęściej mówiących, że czarnych dziur nie ma. Faktycznie taki wniosek płynie z pracy Hawkinga, ale samo stwierdzenie, że „czarnych dziur nie ma” nie jest do końca prawdą. Z perspektywy astrofizyki nadal istnieją, ale nie możemy już ich postrzegać jak obiekty, które mają zwykły horyzont zdarzeń. Radykalna teoria Hawkinga sugeruje, że należałoby na nowo zdefiniować czarną dziurę.
Obecnie akceptowany pogląd zakłada, że czarna dziura ma powierzchnię zwaną horyzontem zdarzeń, po której przekroczeniu nie ma powrotu. Czarna dziura w nowym ujęciu ma pozorny horyzont zdarzeń, warstwę turbulencji wywołanych przez promieniowanie, która pozwala na ucieczkę, ale bez szans na odtworzenie pierwotnego stanu. Zatem czarne dziury, tak jak je obecnie postrzegamy, nie istnieją.
Stephen Hawking (ma już 72 lata) większość życia spędził na wózku, coraz bardziej uzależniony od wspierających jego kontakt ze światem technologii. Na zdjęciu podczas lotu w warunkach nieważkości.
Czarna dziura w nowym ujęciu Stephena Hawkinga nie ma typowego horyzontu zdarzeń, który jest konsekwencją nieskończonego zakrzywienia czasoprzestrzeni, a spod którego nawet światło nie może uciec. W rozumowaniu Hawkinga czarna dziura miałaby istniejący przez pewien czas pozorny horyzont zdarzeń, który materię i energię więziłby tylko chwilowo, by w końcu zwrócić w nieokreślonej postaci, z której nie da się nic wywnioskować na temat ich pierwotnego stanu.
Dla niektórych naukowców, nowa propozycja jest nie do zaakceptowania. Sprzeciwia się jej były student Hawkinga, Raphael Bousso, a także Joseph Polchinski, pomysłodawca teorii ognistych ścian.
Dla obserwatora pozorny horyzont zdarzeń byłby widoczny jak dotychczasowy horyzont zdarzeń, ale w praktyce byłaby to raczej warstwa, a nie ściśle określona powierzchnia. Turbulencje wywołane przez promieniowanie Hawkinga (według jego teorii z roku 1974, czarne dziury w ujęciu kwantowym są obiektami, które promieniują termicznie) w pozornym horyzoncie zdarzeń byłyby tak duże, że nawet jeśli cała informacja by się wydostała, to byłaby kompletnie bezużyteczna. Z perspektywy zwykłego człowieka, byłoby to równoznaczne z unicestwieniem materii, podobnie jak wpadając w klasyczną czarną dziurę materia również przestaje istnieć.
Stephen Hawking w swojej pracy nawiązuje do ziemskich prognoz pogody. Informacja opuszczająca pozorny horyzont będzie emitowana chaotycznie, tak jak chaotyczność procesów pogodowych nie pozwala stworzyć prognozy, która sprawdzi się w perspektywie dłuższej niż kilka dni.
Praca Hawkinga „Zachowanie informacji i prognozowanie pogody dla czarnych dziur” dostępna na arxiv.org nie została jeszcze zrecenzowana.
Dlaczego Hawking walczy z czarnymi dziurami? Powodem są paradoksy, które wiążą się z ich istnieniem. Paradoks informacyjny mówi, że jeśli horyzont zdarzeń nie pozwala informacji wydobyć się z czarnej dziury, to informacja jest tracona, a to jest sprzeczne z zasadami termodynamiki. Inny paradoks, który uwzględnia założenie Stephena Hawkinga, że czarne dziury jednak emitują część informacji jako promieniowanie, to niedawno sformułowany paradoks ściany ogniowej. Zakłada on, że spadające na czarną dziurę ciało zostanie kompletnie zniszczone (spalone, stąd „ściana ogniowa”) przez strumień promieniowania zanim dotrze do horyzontu zdarzeń. Najnowsza teoria Stephena Hawkinga zapewnia zgodę z zasadą unitarności (informacja nie jest tracona) i teoretycznie radzi sobie z paradoksem ściany ogniowej.
Źródło: arxiv.org, Nature, NASA (wizualizacja supermasywnej czarnej dziury)
