Stephen Hawking nie znalazłem odpowiedzi na najbardziej ciekawą zagadkę naukową

Data:

2018-07-25 09:40:10

Przegląd:

460

Ranking:

1Kochać 0Niechęć

Udział:

Stephen Hawking nie znalazłem odpowiedzi na najbardziej ciekawą zagadkę naukową Source:

Kilka dni temu, 14 marca, ten świat odszedł jeden z najwybitniejszych fizyków naszych czasów, Stephen Hawking. Pomimo swojej ciężkiej choroby, Hawking zdążył napisać wiele książek naukowych, z których wielu stały się prawdziwymi bestsellerami, całe życie zachował optymizm, był aktywnym propagatorem nauki, a nawet stał się swego rodzaju pop-ikoną, dzięki uczestnictwu w różnych rozrywkowych show. Niestety, w chwili śmierci i nie znalazłem odpowiedzi na jedno z najbardziej interesujących pytań, na rozwiązanie którego on bardzo aktywnie zaangażowany w ostatnich latach: czy możliwa jest całkowita utrata informacji dla Wszechświata?

Na początku swojej naukowej kariery, w 1974 roku, 44 lata temu, Hawking opublikował, być może, jedną ze swoich najbardziej znanych artykułów naukowych: "Black Hole Explosions?" (Wybuchy czarnych dziur?). W niej młody naukowiec postanowił odejść od zwykłego na ten moment zrozumienia tych tajemniczych obiektów, a tym samym faktycznie zrobił pierwszy ważny krok w rozwiązaniu tego problemu.

"W klasycznym rozumieniu czarne dziury były rozpatrywane "jest zimno", jak, chłonnymi dookoła i nic nie promieniujących. Takie właśnie wyobrażenie o nich było u nauki początku lat 70-tych", — mówi Robert Макнис, fizyk Chicago uniwersytetu Loyola.

Takie czarne dziury nie emitują żadnej energii. Z nich nie może uciec żadna materia. Nauka widziałam w nich obiekty, które po prostu istnieją. Chłodne, ciche, wieczne. Ale praca Hawkinga ich życia, zrobiła je śmiertelników.

"W połowie lat 70-tych, kiedy Stephen studiował efekty mechaniki kwantowej, okazało się, że czarne dziury w zasadzie powinny tworzyć promieniowanie, jak gdyby były termicznych obiektów, z temperaturą" — nadal Макнис.

"Ale w takim razie, jeśli mogłyby one emitować energię, a ich masa powinna była się kurczyć. A ponieważ będzie się kurczyć ich masa, to oni sami muszą kurczyć, co z kolei powinno prowadzić do zwiększenia temperatury i jeszcze bardziej intensywne promieniowanie".

Rezultatem tych procesów powinno być lub całkowite zniknięcie (parowanie) czarnej dziury, albo zmniejszenie jej rozmiarów do maleńkiego ziarnka. Jednak w przypadku braku odpowiedniego instrumentu, który pozwoliłby połączyć idee ogólnej teorii względności i mechaniki kwantowej wewnątrz teorii kwantowej grawitacji" do budowania tak zwanej "teorii wszystkiego", opisującej wszystkie znane podstawowych interakcji, zrozumienie końcowej fazie tego "parowania" czarnej dziury pozostaje całkowitą zagadką dla nauki i do dzisiejszego dnia.

"Problem w tym, że według obliczeń Hawkinga, to promieniowanie musi być idealnie ciepła. W nim nie musi zawierać informacji o stanie materii, z której ta czarna dziura powstała, a to z kolei jest sprzeczne z jednym z podstawowych praw mechaniki kwantowej", — mówi Макнис.

Jednym z wymogów fizyki kwantowej jest posiadanie możliwości вычленить każdy stan cząstki (przeszłość, teraźniejszość i przyszłość), a także ustalić związek tych stanów przez serię łańcuchowych, przyczynowych i zdarzeń stochastycznych. Ale jeśli czarna dziura jest w stanie korzystać z niezróżnicowanych zupa z cząstek, z których każdy niesie swoje informacje (w swoją historię), bezpowrotnie стертую (po zalaniu), stąd ta sytuacja będzie sprzeczne z fundamentalnych postulatów mechaniki kwantowej.

"Fizycy nazywają to informatycznych paradoksem czarnych dziur. Rozdzielczość tej sprzeczności — konieczny krok na drodze budowy kwantowej grawitacji", — mówi Pozdrawiam.

Wiele biograficzne publikacji twierdzą, że Hawking odbył się jak bardzo doświadczony fizyk już do 1974 roku i po publikacji swojej najbardziej popularnej książki "Krótka historia czasu" w 1988 roku, jego najważniejsze prace pozostały w przeszłości. Jednak naukowiec cały ten czas nadal publikować bardzo odważne i kontrowersyjne prace naukowe, starając się pokonać paradoks, z którym zderzył się kilka lat wcześniej.

Chyba najbardziej dramatyczna, jeśli można tak powiedzieć, pracą w późniejszej karierze Hawking stał się artykuł naukowy, w którym mówił o tym, że czarnych dziur w ich "klasycznym" rozumieniu w ogóle nie istnieje.

W pracy "Zapisywanie informacji i przewidywanie pogody dla czarnych dziur", opublikowanym w 2014 roku, zasugerował, że "horyzont zdarzeń" — punkt, łamiąc który obiekt (nawet światło nie jest w stanie uniknąć wciągnięcia w czarną dziurę, – w rzeczywistości nie istnieje. Zdaniem Hawkinga, istnieje "pozorny horyzont" — powierzchnia, na której promieniowanie rozmowy od centrum czarnej dziury, tylko opóźnione. W odróżnieniu od klasycznego horyzontu zdarzeń "pozorny" może w pewnym momencie zniknąć, i to, co było w czarnej dziurze, może wyjść na zewnątrz.

"Brak horyzontu zdarzeń oznacza, że nie ma czarnych dziur jako obiektów, skąd promieniowanie nie może odejść nigdy" — pisał wtedy Hawking.

Swój pomysł próbował wprowadza się przez wcześniejszy koncepcja tak zwanych "файрволов" czarnych dziur, zaproponowany w 2012 roku przez amerykańskiego fizyka Josepha Полчински. Według tej idei, zamiast horyzontu zdarzeń czarne dziury mają jakąś "ścianą", granicą, składające się z cząstek o wysokiej energii i strumieni promieniowania, blokujących wszystko, co się za nią dostaje. Ta granica jak więzienie, tylko tymczasowa. Naukowiec nie opisał powodów, dla których pozorny horyzont może zniknąć, jednak fizyk Don Paige z kanadyjskiegouniwersytetu Alberty wtedy zasugerował, że to może się zdarzyć, gdy czarna dziura poprzez promieniowanie Hawkinga będzie na tyle mała, że grawitacyjne i kwantowe efekty będą nie do odróżnienia.

Ale to nie było ostatnie słowo Hawkinga w podejmowaniu decyzji. W 2016 roku we współpracy z fizykiem z uniwersytetu w Cambridge ania malcolma Perry, a także fizykiem z uniwersytetu Harvard Andrew Стромингером opublikował pracę pod tytułem "Miękkie włosy czarnych dziur" (Soft Hair on Black Holes).

W tej pracy zespół naukowców pisała o tym, że czarne dziury otoczone są tzw. "miękkimi włosami" — fotonów z prawie zerową energią. Dodając te cząstki w równania opisujące zachowanie czarnych dziur, Hawking i jego koledzy odkryli, że te fotony będą działać nosicielami informacji, na których będą zapisywane dane o niektórych właściwościach cząstek, "zjedzone" czarną dziurą. Wyodrębnić informacje z nich, nawet jeśli uda się znaleźć sposób interakcji z tymi fotonami, będzie bardzo trudne – autorzy artykułu porównywali to z zadaniem wyjaśnienia tego, co się spaliło w ognisku, patrząc na dym i płomienie.

Konsekwencją istnienia tych fotonów jest to, że zamiast jasnej linii horyzontu zdarzeń czarnej dziury będzie oryginalny zestaw z "włosów" z "miękkich fotonów", na których, jak na holograficznym płyta będzie nagrana część informacji o sekwestracji cząsteczkach. Ten swoisty "ekran" będzie aktualizować swoją zawartość za każdym razem, gdy czarna dziura emituje kolejną porcję promieniowania Hawkinga, co jeszcze bardziej utrudni jego nauka. Tym nie mniej, Hawking i jego koledzy stwierdzili, że pomysł ten pozwolił pozwól informacyjny paradoks, bez uciekania się do fantastyczne i nieprawdopodobne wstępy i odchyleń od współczesnych teorii fizycznych.

"Pełny opis płyty holograficzne i rozdzielczość informacyjnego paradoksu pozostaje otwarte pytanie, do rozwiązania którego podajemy nowe i bardziej konkretne narzędzia, — pisali we wnioskach badacze.

Nawet pod koniec życia Hawking pozostał bardzo wykonalne i pracowitym naukowcem, oferującym pomysły, które jak są zrobione, jak i trendzie jego kolegami.

"wydaje Mi się, że praca 2014 roku nie zdobył dużej popularności. W tym samym czasie jego praca, napisana w 2016 roku we współpracy z Perry i Стромингером, to kierunek, w którym ludzie nadal aktywnie działają", — mówi Макнис.

"paradoks Informacyjny czarnych dziur jest jednym z najważniejszych problemów wymagających rozwiązania dla każdego, kto pracuje nad teorią kwantowej grawitacji. On nadal nie jest rozwiązany, ale pozostaje, moim zdaniem, najbardziej interesujące podniesione Hawkingiem", — dodał Макнис.

Bardziej:

Czy melatonina może pomóc w leczeniu koronawirusa?

Czy melatonina może pomóc w leczeniu koronawirusa?

Niektórzy lekarze uważają, że hormon snu pomaga w koronawirusie Wydaje się, że na liście potencjalnych metod leczenia COVID-19, które naukowcy zaproponowali na kilka miesięcy pandemii, innego uzupełnienia: melatoniny. Lekarz w Teksasie mówi, że już l...

W jakich krajach mieszkają najbardziej aktywni ludzie?

W jakich krajach mieszkają najbardziej aktywni ludzie?

W jakich krajach ludzie więcej chodzą i uprawiają sport? Przekonajmy się. Aktywność fizyczna, wraz z prawidłowym odżywianiem, jest uważana za jeden z głównych czynników zdrowego stylu życia. Liczne badania naukowe wykazały, że regularne ćwiczenia i c...

Co to jest

Co to jest "hormon miłości", a kto go brakuje?

Oksytocyna - hormon miłości Organizm ludzki wytwarza ogromną różnorodność hormonów, z których każdy wykonuje swoje zadanie. Na przykład, wiele znanych endorfin przynieść ludziom poczucie radości, i nadmiar kortyzolu sygnalizuje stresujący stan osoby....

Uwaga (0)

Ten artykuł nie ma komentarzy, bądź pierwszy!

Dodaj komentarz

Nowości

Wszystkie tarcze galaktyki we Wszechświecie łączy jeden szczegół

Wszystkie tarcze galaktyki we Wszechświecie łączy jeden szczegół

Astrofizyki z Międzynarodowego centrum радиоастрономических badań (ICRAR), a także Uniwersytetu Zachodniej Australii doszli do ciekawych wniosków w ramach ostatnich badań: niezależnie od wielkości i masy, wszystkie tarcze galaktyk...

Утконосы pomogą naukowcom stworzyć nowe antybiotyki

Утконосы pomogą naukowcom stworzyć nowe antybiotyki

Dziobak, sam tego nie wiedząc, stał się bezpośrednim uczestnikiem przełomowego odkrycia, które popełnili australijscy naukowcy z Państwowego zjednoczenia naukowych i badań stosowanych. Okazało się, że w mleku tego zwierzęcia zawie...

Naukowcy złapali jeszcze trzy FRB sygnału. Jeden okazał się rekordowy siły

Naukowcy złapali jeszcze trzy FRB sygnału. Jeden okazał się rekordowy siły

Astronomowie australijskiego obserwatorium Parksa złapali jeszcze trzy tajemniczych szybkich impuls radiowy, których natura nadal pozostaje niejasna. Przy tym jeden z otrzymanych sygnałów okazał się rekordowy mocy stosunek sygnał/...

Symulacja

Symulacja "mgły" pomoże w poszukiwaniu kosmitów

Analiza mętnej mgle имитируемой atmosfery, stworzonej w laboratorium, będzie ważnym krokiem w kierunku poszukiwania kosmitów. Tak jak być może wiesz, kosmiczny teleskop Jamesa Webba będzie studiować planetarne atmosfery w poszukiw...

Inny człowiek: jak roczna misję na międzynarodowej stacji kosmicznej wpłynęła na amerykańskiego astronauty

Inny człowiek: jak roczna misję na międzynarodowej stacji kosmicznej wpłynęła na amerykańskiego astronauty

W 2016 roku amerykański astronauta Scott Kelly wrócił na Ziemię po 340 dni przebywania na pokładzie Międzynarodowej stacji kosmicznej (ISS). Tak długie kosmiczna podróż stała się częścią programu aerospace agencji NASA na badania ...

"Ciało na chipie" — nowe opracowanie MIT do testowania leków

Gdy firmy farmaceutycznej trzeba dowiedzieć się, jak nowy lek wpływa na fizjologię człowieka, lista opcji nie jest tak wielka. Najczęściej są testowane leki na laboratoryjnych myszach, których raczej nie można nazwać "idealnym odp...

Astronomowie zbadali martwego sąsiada Drogi Mlecznej

Astronomowie zbadali martwego sąsiada Drogi Mlecznej

Astronomowie hiszpańskiego Uniwersytetu La Laguna przeprowadzili badanie reliktową galaktyki NGC 1277, w którym ustał proces powstawania nowych gwiazd. Naukowcy donoszą, że ten system praktycznie nie zmieniła się w ciągu ostatnich...

Nigdy nie wchodzić w kontakt z cywilizacji pozaziemskich

Nigdy nie wchodzić w kontakt z cywilizacji pozaziemskich

podczas Gdy sygnały od obcych cywilizacji dotrą do Ziemi, jest duże prawdopodobieństwo, że do tego czasu wszyscy kosmici już dawno wymrą. Do takich wniosków doszła grupa amerykańskich astronomów pod kierownictwem szwajcarskiego ba...

Sen w pokoju, gdzie przenika światło, może prowadzić do depresji

Sen w pokoju, gdzie przenika światło, może prowadzić do depresji

Wszyscy śpimy w różnych warunkach. Ktoś woli spać z ночником, przyzwyczaić się do takiego oświetlenia z dzieciństwa, ktoś woli całkowitą ciemność w pomieszczeniu, a kto nie może spać przy włączonym świetle. Jak się okazało, nawet ...

Odkryta

Odkryta "sobowtór" Ziemi zainteresował astronomów

Japońscy astronomowie analizujący dane z kosmicznego teleskopu Kepler i okazało się 15 nowych planet pozasłonecznych. Przy tym jedna z nich, jak mówią naukowcy, jak dwie krople wody podobna do naszej Ziemi. Jedyne, co je odróżnia,...

U naszych snów istnieje wiele przeznaczeń, które zmieniają się w ciągu życia

U naszych snów istnieje wiele przeznaczeń, które zmieniają się w ciągu życia

Mimo, że sen i przebudzenie różnią się zarówno pod względem treści, jak i uczucia, i jedno i drugie stan глубочайше trudne. Nie jest tajemnicą, że sny dzieci różnią się od snów dorosłych. Dzieci śnią emocjonalnych interakcji z czł...

Niektórzy ludzie słyszą kolory i próbują dźwięki na smak. Jak im się to udaje?

Niektórzy ludzie słyszą kolory i próbują dźwięki na smak. Jak im się to udaje?

Synestezja — to rzadkie zaburzenie neurologiczne stan, w którym narządy zmysłów tasuje i zaczynają czuć się za innych. Jedna kobieta-синестет mówi, że "imię Katarzyna smakuje jak tort czekoladowy". Tacy ludzie mogą nazywać ból po ...

Минерологи znaleźli w ziemi diamenty

Минерологи znaleźli w ziemi diamenty "obcy" lód

W zebranych i badanych diamenty ze złóż w RPA, Chinach, Zairze i Sierra Leone naukowcy z Uniwersytetu w Newadzie (USA) odkryli mikroskopijne włączyć lodu bardzo rzadkiej sześcienne. Taki lód nosi nazwę lód-VII. To odkrycie może do...

Chińscy deweloperzy nauczyli SI mówić ludzkim głosem

Chińscy deweloperzy nauczyli SI mówić ludzkim głosem

Eksperci chińskiej laboratorium Baidu Research, należącej do największej wyszukiwarki giganta Chin, stworzyli algorytm AI Deep Voice, zdolny do konwersji tekstu na mowę. Podobne projekty, które istniały do tego, do czynienia z pro...

Fizycy znaleźli sposób, aby zobaczyć

Fizycy znaleźli sposób, aby zobaczyć "uśmiech" grawitacji kwantowej

W 1935 roku, kiedy mechanika kwantowa i ogólna teoria względności Einsteina byli bardzo młodzi, nie jest bardzo znany radziecki fizyk Maciej Bronstein, będąc w wieku 28 lat, zrobił pierwsze szczegółowe badania na temat koordynacji...

Wygląda na to, że psy mogą

Wygląda na to, że psy mogą "zobaczyć" swoimi potężnymi nosami

Psy mają wspaniały węch, ale naukowcy przez długi czas nie mógł zrozumieć, czy nasi bracia mniejsi komunikować smak lub zapach z fizycznym obiektem. Nowe badanie mówi, że to, najprawdopodobniej, to prawda, że psy tworzą mentalny o...

Gruz kosmiczny jest w stanie wydać naszych

Gruz kosmiczny jest w stanie wydać naszych "braci za rozumem"

Nasza Ziemia otoczona jest ogromnym «moczowego» kosmicznych śmieci. Jeśli spojrzeć na mapę z wizerunkiem wszystkich sztucznych obiektów, które znajdują się obecnie na orbicie, stanie się jasne, że mamy nad głowami lata n...

Cukier ani, przy czym: u naszych dawnych przodków były takie same problemy z zębami

Cukier ani, przy czym: u naszych dawnych przodków były takie same problemy z zębami

Próchnica zębów jest jedną z najważniejszych problemów związanych z zębami, w dzisiejszym świecie. Napoje gazowane, soki owocowe, wino i inne kwaśnych często stają się głównymi oskarżonych, a następnie idzie nasz nieprawidłowe szc...

Tajemnicza anomalia pod afrykańskim kontynentem osłabia pole magnetyczne Ziemi

Tajemnicza anomalia pod afrykańskim kontynentem osłabia pole magnetyczne Ziemi

Магнитосфера Ziemi nie tylko upoważnia naszą planetę północnym i południowym biegunami magnetycznymi. Ona również chroni nas od wiatru słonecznego i promieniowania kosmicznego. Jednak ta niewidzialna siła szybko słabnie. I to tak,...

Pierwszego криозамороженного człowieka mogą przywrócić do życia już za 50 lat

Pierwszego криозамороженного człowieka mogą przywrócić do życia już za 50 lat

Крионика to technologia zapisu ciała (a w niektórych przypadkach mózgu) w stanie głębokiego chłodzenia, ale z utrzymaniem wszystkich funkcji życiowych. Niektóre osoby cierpiące na nieuleczalne choroby, używają крионику do tego, ab...