Nauka

Czarne dziury bez horyzontu zdarzeń: nowa teoria Stephena Hawkinga

Stephen Hawking w swojej najnowszej pracy postuluje, że informacja może opuścić czarną dziurę, aczkolwiek będzie dla nas bezużyteczna.

Czarna dziura

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

Stephen Hawking
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)

Komentarze

73
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    mat9v
    19
    Huraaaa! Wyewoluujemy i przepchniemy naszą planetę przez Czarną Dziurę aby z Czystą Kartą wkroczyć na Nową Drogę Życia......
    Ech, muszę wziąć proszki..... :)
    • avatar
      Hedrox
      13
      Czarna dziura nie zgniata tylko rozciąga. Ma to nawet swoją nazwę - spahettizacja.Tak czy owak, dla człowieka oznacza to śmierć. Jednak o dziwo ze względu zakrzywienie czasu, śmierć byłaby bezbolesna. Po przekroczeniu horyzontu zdarzeń, czas by nie nadążał za faktycznymi zdarzeniami, także umarlibyśmy zanim wydarzenie w czasie naszej śmierci, by do nas dotarło. Jakkolwiek to dziwnie brzmi:)
      • avatar
        Konto usunięte
        10
        Ciekawy artykuł brawo!!!
        • avatar
          malyedgar
          1
          a Ty się nie mylisz? Jeśli byś przepuszczał przez swój mózg tyle informacji i nowych faktów, to na pewno w końcu stwierdził byś że coś jednak mogłeś przekręcić. Tylko ... nie zmienia zdania ...
          • avatar
            shamoth
            1
            Prawda jest taka że dla każdego zagadnienia "fizyka" jest inna, w mikro czy makro skali. Tak na dobrą sprawę wszystko rozbija się o zrozumienie procesu translacji/korelacji informacji/energii tego co jest na wyższym poziomie wielkości do tego na niższym i zależności z tego wynikających. Inne zasady działają na zewnątrz atomu/elektronu a inne wewnątrz po pokonaniu pewnej "bariery", która "kreuje" zjawiska na zewnątrz tej bariery, na podstawie których formułowano znane do wieków prawa, a które nie są kompletne bo na tym poziome skali uznano że ich wpływ jest pomijalny.
            Stoimy w miejscu bo kurczowo trzymamy się staroci. Na dobrą sprawę za każdym razem kiedy patrzymy głębiej na niższe poziomy, prawa fizyki powinny być formułowane na nowo lub uzupełniane aby były spójne na co niestety jesteśmy za ciency i zbyt ograniczeni z własnej woli bo myślenie abstrakcyjne u większości ludzi zanika w trakcie dorastania, reszta pozostałych nazywamy niedorozwojami, ekscentrykami czy geniuszami. Np. przyjmujemy że jesteśmy na najwyższym poziomie energetycznym/informacyjnym i nad nami nic już nie ma. Co jeśli stanowimy jakiś tam kolejny poziom skali i powinniśmy rozpatrywać też to co jest powyżej, czyli spojrzeć na siebie z innej perspektywy. Z każdym poziomem skali dochodzi do pewnej komplikacji, zmiany zasad i trzeba zacząć myśleć abstrakcyjnie w oderwaniu od ogólnie panujących reguł/zasad żeby umieć się odnaleźć w nowym otoczeniu. Dodatkowo dochodzi postrzeganie zasad i ich translacje ze względu na zwielokrotnienie oddziaływań gdzie oddziaływanie 1 i 3 poziomu nie jest bezpośrednie gdyż zachodzi za pośrednictwem zasad 2 poziomu. Energia pochłonięta/dostarczona do jednego poziomu ulega konwersji i jest przekazywana do innego poziomu, ale także ma wpływ na poziom z którego pochodzi.

            Co jeśli nasz wszechświat się nie rozszerza i z innego punktu widzenia odległości nie rosną tylko obiekty staja się mniejsze. Informacja opisująca obiekt pozostaje tylko wypełniacz się ulatnia i obiekt się kurczy aby zachować spójność. Po czym ten wypełniacz i przy okazji inne śmieci trafiają w pobliże czarnej dziury, z czego ta pustka wypełniająca wszystko, wypełniacz, jest pochłaniany a "śmieci" stanowią skorupę/błonę czarnej dziury która ściąga kolejne śmieci i "pustkę". A jak już tej pustki w środku się odpowiednio uzbiera dochodzi do wielkiego wybuchu i po
            • avatar
              Konto usunięte
              0
              Przypomniał mi się czaderski film - "Event Horizon"
              • avatar
                welll1
                0
                Hawking wyprzedza ludzkość? O czym wy piszecie? Jest teoretykiem w nauce zwanej fizyką. Zauważcie, że w tej kategorii nauki można póki co snuć tylko i wyłącznie przypuszczenia.
                Tesla, da Vinci, Einstein to byli ludzie którzy wyprzedzali ludzkość o kilka pokoleń.
                Nie wątpię, że Hawking ma spora wiedzę teoretyczną ale szczerze powiem, że od kilku dobrych lat słyszę z jego ust tylko bełkot. Plecie swoje teorie najróżniejsze aby tylko jego zdanie było przedstawione w mediach.
                Od końca świata, przez biegunowość ziemi, komputeryzację, kosmitów, aż do czarnych dziur.
                Aktualnie, żadna z jego pseudoteorii nie znalazła potwierdzenia, a większość z nich jest po prostu zapominanych. Ostatnio większą uwagę przykuwa po prostu tym, że zabiera w jakiejś sprawie głos niż wartością swego przekazu.
                Media robią z niego bożyszcze współczesnego grona naukowców, dla mnie to człowiek który swe teorie bazuje na znanym mu ograniczonym świecie. Który jak sam wspomina można opisać matematycznie.
                Więc skoro takim jest kozakiem to niech opisze matematycznie wynalazek Łągiewki.
                Cały świat uznał iż prawa fizyki należy spisać dla 2 ciał i tak zostawił to na kilkaset lat. Nasz konstruktor pokazał, że jeżeli dołączymy trzecie ciało to tamte wzory są po prostu nic nie warte, a jeżeli te ciało ma możliwości przyjmowania energii i oddawania jej jednocześnie to wtedy tworzy się we wzorach taki bajzel, że do dziś po ponad 10 latach nie jest opisany żadnym wzorem matematycznym.
                Pochłaniacz energii kinetycznej Łągiewki działa od 1999 roku, a do teraz nie został opisany matematycznie. To oznacza, że nie istnieje?
                No właśnie nie. Bazując na fundamentalnych prawach matematycznych i fizycznych musimy założyć, że są one poprawne i działają we wszystkich przypadkach. Wiadomo już, że fizyka klasyczna i jej wzory ni jak mają się do tej kinetycznej.
                Co za tym idzie im dalej w las tym więcej drzew, problem w tym, że pora na weryfikacje starych praw i rozwinięcie ich o znaną nam współcześnie wiedzę teoretyczną jak i doświadczalną.
                • avatar
                  Konto usunięte
                  -1
                  jak ktoś chce poznać nieskończoność zakrzywienia czasoprzestrzeni w swojej własnej czarnej dziurze ,niech ściąga portki i sam ją sobie znajdzie i przetestuje XD
                  • avatar
                    Qpers
                    -1
                    Bezsensowny bełkot, pełen baśni i wyobrażeń, niepopartych niczym. Jak prawie cała "nowoczesna astrofizyka". Takie gdybanie i snucie baśni bez sensu jest ostatnio modne widać :P
                    • avatar
                      Konto usunięte
                      -1
                      Jedyny dowód jest taki że bóg jest czymś w innym jako materia cząsteczkowa nie ma horyzontu ani czasu jest wieczność ale my jesteśmy po za sćianą wymiaru czasu czyli to co powstało milion lat temu ziemia pozostaje punktem do innego wymiaru czasu czyli kosmici i ufo i piramidy i znaki są na to dowodem że oni mają też taką technologię trudno sobie wyobrazić sobie UFO.
                      • avatar
                        Konto usunięte
                        -2
                        Ciekawy jakie podzespoły w tym jego komputerze siedzą? System operacyjny jakim nim steruje to pewnie jakiś linux.
                        • avatar
                          Konto usunięte
                          -3
                          Krzycz Trybson!!
                          • avatar
                            Konto usunięte
                            -6
                            Gdzieś czytałem parę lat temu, że postępująca choroba Stephen-a Hawking-a uniemożliwi kontakt z nim w bardzo bliskiej przyszłości. Jak widzę ten czas jeszcze nie nastał.
                            Teorie można snuć dowolne, ogólne założenie jest takie, aby były zgodne z teoriami fundamentalnymi dotychczas uznanymi. Wtedy w świecie nauki jest ok.
                            Szkoda, że tacy ludzie nie wykorzystują swojego potencjału na kwestie weryfikowane doświadczalnie, najlepiej takie, które można wdrożyć z pożytkiem dla ludzkości.
                            • avatar
                              -AssassiN-
                              -6
                              Jeśli się nie mylę na początku XXI wieku miał inną teorię, teraz jeszcze inną...
                              • avatar
                                Author
                                -6
                                Nauka ma to do siebie, że zmienna jest. To co dziś jest autorytetem za 100 lat będzie anarchią. Tylko dogmaty wiary dają podstawę do godnej egzystencji tu na ziemi w naszej fizyczności.
                                Jeśli połączymy naukę ze słusznymi założeniami wiary (Dekalog) będzie nam się dobrze żyło.
                                Niestety człowiek ma tendencję do wynaturzania wszystkiego wokół (ogólne zamiłowanie do patologii, wszczepianie silikonu, sterydy, malwersacje ekonomiczne i inna patologia) i stąd te wszystkie problemy.
                                Jeśli ten gatunek dojdzie do jakiejś równowagi kiedyś to będziemy żyli w świecie ze Star Treka.
                                • avatar
                                  Konto usunięte
                                  -22
                                  Ścieżka Duszy, Brama. Transformacja.
                                  Miejsce niezwykle rzadkie w którym różnica potencjałów "tego co stare" oraz "tego co nowe" na ścieżce ewolucji jest tak ogromna że te 2 bieguny nie potrafią (już) egzystować w 1 spektrum świadomości i percepcji. Następuje moment piękny i potężny; śmierć starych struktur i sublimacja Esencji w nową, wolną jakość która wreszcie może wziąć pierwszy głęboki oddech nowego życia i rozpocząć czystą ekspresję.
                                  Ekspresję w wyższej oktawie wibracji, daleko po za możliwościami percepcji poprzedniej formy. Dlatego Czarna dziura jest i pozostanie "czarna" dla wszystkich istot wcielonych (posiadających ciało fizyczne) po tej stronie portalu. "Czarna dziura", pełni role Bramy ale w skali planu ewolucyjnego planet (...) galaktyk.

                                  By choć odrobinę uzmysłowić skalę jej przeznaczenia, można tylko wspomnieć że istota ludzka, w ścieżce ewolucji przechodzi bramę śmierci i narodzin tysiące razy nim, jako świadoma cząstka kolektywnej Duszy Planety zdoła rozwinąć w sobie Ducha na tyle by osiągnąć zdolność przejścia "Bramy Czarnej Dziury". I dopiero wtedy to się dzieje.

                                  Procesem tym rządzi odwieczna harmonia, więc ewentualne wizje katastroficzne to bajki dla lubiących horrory :)
                                  • avatar
                                    Konto usunięte
                                    0
                                    Pie*dolenie o Szopenie :]
                                    • avatar
                                      Konto usunięte
                                      0
                                      Jedno jest pewne czarna dziura to coś jak masa kwantowa razem z promieniowaniem w ujemnym działaniu ale po drugiej stronie gdzie wciąga i rozprasza nową energię cząsteczkową to wywołuje podobno coś w rodzaju plazmy bo plazma wywołuje na skutek zderzaczy cząsteczek z boga. Możemy sobie wyobrazić że materia działa tak jak w podróż w czasie nanocząsteczki zostają zabrane a potem biegnie w inny wymiar czasu aż wyeowuluje nowy wszechswiat siły i energi podobnie jak zderzacze.
                                      • avatar
                                        Konto usunięte
                                        0
                                        Jest jedna odpowiedż taka kto ten rozwiąże w przyszłości taką zagadkę to człowiek będzie w stanie ewoluować czlowieka w podróży w czasie w przyszłość, to jest niebezpieczna broń technologiczna.
                                        • avatar
                                          Konto usunięte
                                          0
                                          Twórcy tworzyli piramidę, wszędzie są znaki podróży w czasie.
                                          • avatar
                                            irondick
                                            0
                                            Na podstawie najnowszych informacji z obserwacji czarnej d. wynika jednak, że wyrzucane są z niej gigantyczne obłoki gazowe! A więc teoria, że wszystko co wessie czarna d. w siebie nigdy się z niej nie wydostanie legła w gruzach.