Stephen Hawking je umrl danes (14. marca) in za seboj pustil veliko zapuščino dela kot astrofizik, znanstveni komunikator, aktivist in lik občudovanja pop kulture. In na dan njegove smrti vprašanje, ki ga je postavil in delal do zadnjih let svojega življenja, ostane neodgovorjeno: Ali lahko resnično izgubijo informacije v vesolju?
Hawkingov najbolj znan prispevek, "Črne luknje v luknjah?", Objavljen pred 44 leti leta 1974, je zasnoval celotno predstavo o črnih luknjah, kot so jih fiziki že prej razumeli. In to je bil Hawkingov prvi udarec pri tem osnovnem vprašanju.
"Klasično bi morala biti črna luknja" popolnoma hladna "v smislu, da absorbira vse, vendar ne oddaja ničesar. Tako so jih razumeli v zgodnjih 70. letih," je v elektronskem sporočilu zapisal Robert McNees, fizik na univerzi Loyola v Chicagu. .
Takšna črna luknja ne bi izžarevala nobene energije in nobena stvar ne bi mogla uiti iz nje. Samo ... obstaja, hladno, tiho in večno. Hawkingov papir je črne luknje oživel - in morda smrtne.
"Ko je Stephen sredi 70. let razmišljal o kvantnih mehanskih učinkih, je ugotovil, da bi morale črne luknje načeloma sevati, kot da gre za termične predmete s temperaturo," je McNees povedal Live Science. "Če sevajo energijo, se bo njihova masa zmanjšala. In ugotovil je, da se s tem, ko se krčijo, njihova temperatura dvigne, še bolj pa sevajo."
Morda bi sčasoma črna luknja v celoti izginila ali se skrčila na malo nubina. Brez popolnoma usklajevanja relativnosti in kvantne mehanike v robustni teoriji "kvantne gravitacije" (kar fiziki imenujejo "teorija vsega"), zadnja stopnja izhlapevanja črne luknje ostaja skrivnost.
"Težava je v tem, da je po njegovih izračunih sevanje popolnoma toplotno. Ne hrani nobenih informacij o stanju materiala, ki je tvoril črno luknjo, in to bi kršilo temeljno pravilo v kvantni mehaniki," je napisal McNees .
Kvantna fizika zahteva, da je treba celotno prihodnost in preteklost vsakega delca načeloma razbrati in povezati skozi vrsto verižnih, vzročnih, verjetnostnih dogodkov. Če pa črna luknja sprosti nediferencirano juho iz delcev s svojimi informacijami - njihovo zgodovino - nepreklicno izbriše, potem je ta zahteva v osnovi prekršena.
"paradoks" informacijske črne luknje "in poskusi, da se razrešijo, so pognali velik del kvantne gravitacije od njene prve artikulacije," je napisal McNees.
Hawking je bil do leta 1974 opravljen fizik. Številne kratke biografije kažejo, da je po objavi njegove poljudnoznanstvene knjige iz leta 1988 "Kratka zgodovina časa" za njim najpomembnejše znanstveno delo. Toda Hawking je nadaljeval s pomembnimi in kontroverznimi znanstvenimi prispevki do nedavnega desetletja in se spopadal s paradoksom, ki ga je predstavil desetletja prej.
Najbolj dramatičen časopis pozne kariere je Hawking napisal, da črne luknje, kot so jih klasično razumeli, sploh ne obstajajo.
V publikaciji "Ohranjanje informacij in napoved vremena za črne luknje", ki je bila objavljena leta 2014, je predlagal, da "obzorje dogodkov" okoli črnih lukenj, točke, čez katero niti svetloba ne bi mogla uiti, v resnici ne obstaja. Namesto tega, je zapisal, obstaja preprosto "navidezno" obzorje ujete svetlobe, ki bi lahko zbledelo in omogočilo uhajanju svetlobe.
"Odsotnost obzorja dogodkov pomeni, da ni črnih lukenj - v smislu režimov, iz katerih svetloba ne more uiti v neskončnost," je zapisal Hawking.
Predlagal je tudi nekaj temeljnih idejnih težav s številnimi lastnostmi, ki so jih fiziki pripisali črnim luknjam, kot so "požarni zidovi" okoli njihovih meja, ki uničujejo opazovalce, ki poskušajo vstopiti.
To ni bila Hawkingova zadnja beseda o znanosti. Še pred letom 2016 je Hawking objavil članek s fizikom univerze v Cambridgeu Malcolmom Perryjem in fizikom z univerze Harvard Andrewom Stromingerjem, imenovanim "Mehki lasje na črnih luknjah."
Raziskovalna skupina je trdila, da so črne luknje obdane z "mehkimi" ali nič energijskimi delci, ki jim pravijo lasje. Ti lasje, so zapisali, shranjujejo izgubljene informacije o delcih, ki jih oddajajo črne luknje na "holografskih ploščah" onkraj mejnih območij črnih lukenj. Tako informacije, čeprav so izpodrinjene, nikoli niso resnično izgubljene.
"Celoten opis holografske plošče in razrešitev paradoksa informacij ostaja odprt izziv, ki smo mu predstavili nova in konkretna orodja za reševanje," so zapisali.
Tudi ob koncu svojega življenja je Hawking ostal zelo delujoč znanstvenik in je predstavil ideje, ki so napredovale na njegovem področju, in ideje, ki so jih njegovi kolegi zavračali.
"Moj vtis je, da papir za leto 2014 ni splošno sprejet. Papir za leto 2016, ki je delo s Perryjem in Stromingerjem, je smer, ki jo ljudje še vedno aktivno delajo," je napisal McNees.
"Paradoks informacij o črni luknji je bil eno izmed ključnih vprašanj za ljudi, ki delajo na kvantni gravitaciji. In ker še vedno ni odgovora, mislim, da ostaja najbolj zanimivo vprašanje, ki se je postavilo."
