Книга: Физика с Хокингом. Ключевые идеи в популярном изложении
Назад: Формула на могиле Хокинга и игральные кости Бога
Дальше: Хокинг проиграл спор

Бесследное исчезновение?

Согласно «гипотезе об отсутствии волос», гравитационный коллапс, приводящий к образованию черной дыры, является универсальным уравнителем: черная дыра никому не позволяет узнать, что происходит внутри нее. Таким образом, нет возможности узнать что-либо о ее прошлом – например, как выглядело магнитное поле коллапсировавшей звезды, какова была ее температура и поверхностная структура, состояла ли она из материи или антиматерии, что еще попало в черную дыру после ее коллапса и так далее.

 

Если у черных дыр нет «волос», то нет способа узнать, что находится у них внутри.

 

И этот объем информации огромен! Черные дыры в определенном смысле являются лучшими устройствами для хранения информации. Энтропия черной дыры намного больше, чем у ее звезды-прародительницы. Энтропия Солнца составляет около 1057 (измеряется в единицах постоянной Больцмана k), но у Солнца как черной дыры она составляла бы 1077. Галактическая черная дыра с массой в несколько миллионов солнечных масс содержит только 1090, что в 100 раз превышает энтропию всей наблюдаемой Вселенной без черных дыр. (Для компьютерных гиков: если указать емкость хранилища в гигабайтах, k = 10-9/ 3 log2. Все данные Google поместились бы в черную дыру размером всего 10-25 сантиметров. Стрелец А*, черная дыра в центре Млечного Пути с массой около четырех миллионов солнечных масс, содержит 1080 гигабайт.) Поэтому эту проблему нельзя считать незначительной и заметать под ковер, даже если этим ковром является горизонт событий.
«Эта потеря информации еще не была проблемой для классической физики. Классическая черная дыра существует вечно, и можно предположить, что информация внутри нее сохраняется, хоть и не является доступной».
Информация будет доступна только отряду самоубийц, прыгнувшему в черную дыру, но никто за ее пределами никогда не сможет узнать о ней. Однако ситуация кардинально изменилась с открытием того, что черные дыры постепенно испаряются из-за квантовых эффектов. Если излучение Хокинга является тепловым, как говорят физики, то есть имеет чисто статистическую, по сути случайную природу, то оно имеет тревожные последствия, как обнаружил Хокинг в 1975 году. Потому что тогда уже никогда не будет возможности увидеть то, что когда-то поглотила черная дыра: пыль, звезды или налоговые декларации.
«Мы верим, что можем читать прошлое как открытую книгу. Но если бы информация терялась в черных дырах, то это было бы не так. Могло бы произойти что угодно, и мы не смогли бы это восстановить».
Это касалось бы и прогнозов на будущее. Но и это еще не все.
«Информация не может передаваться совершенно безвозмездно, и каждый из нас это понимает, когда получает счет за телефон. Для передачи информации нужна энергия, а на последних стадиях существования черной дыры ее остается очень мало. Так как же ей выбраться?»
Никак! По крайней мере, к такому шокирующему выводу пришел Хокинг. Потому что, если черная дыра полностью испарится, вся информация, которую она когда-то поглотила, растворится в ничто. Это может быть неактуально в повседневной жизни, в конце концов, каждый человек время от времени что-то портит, теряет или забывает. Но это не нарушает никаких законов сохранения. Это основа физики. Если предположить, что все физические параметры, исчезающие в черных дырах, действительно остаются утеряны навсегда, то учебники физики были бы бесполезны. Закон сохранения энергии и другие фундаментальные принципы оказались бы нарушены. И квантовая теория, столь успешная экспериментально, должна была бы рухнуть как карточный домик.
Назад: Формула на могиле Хокинга и игральные кости Бога
Дальше: Хокинг проиграл спор