Стивън Хокинг предложи революционно ново тълкуване на черните дупки

[Р. Теодосиев]

Известният физик Стивън Хокинг публикува нова кратка статия, в която допуска, че черните дупки в действителност не съществуват по начина, по който ние сме свикнали за мислим за тях.

Според първите реакции "Съхраняване на информацията и прогнозиране на черни дупки" (Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes) има потенциал да се окаже революционна идея. Статията заема само две страници и половина плюс цитирана литература от една страница.

Според класическата теория от черната дупка не може да излезе никаква енергия или информация. Но принципите на квантовата физика казват, че може, разказва електронното издание Verge. Това противоречие от години поражда спорове сред физиците. В статията си Хокинг предлага възможно решение на този парадокс - черните дупки не поглъщат непрекъснато енергия и информация, а я изхвърлят обратно във вселената, но в изкривена и неразпознаваема форма.

Традиционно се смята, че около черните дупки се оформя т.нар. хоризонт на събитията - граница, отвъд която от гравитационните сили на безкрайно уплътняващото се ядро на дупката не може да се измъкне дори светлината. "Хоризонт на събитията" е математически извод от общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, дефиниран от германския астроном Карл Шварцшилд в писмо до известния физик от края на 1915 г. - по-малко от месец след публикуването на теорията.

Сега Хокинг предлага идеята за една подвижна граница, за един хоризонт, който извършва флуктуации в зависимост от квантовите ефекти. Терминът, който физикът от Кеймбридж употребява, е apparent horizon, което в свободен превод може да се нарече "видим", "очевиден", "логичен", "разбираем" хоризонт. В тази граница се задържат материя и енергия, преди да бъдат освободени обратно във вселената в деформирана форма, обяснява и списание "Нейчър".

"Няма измъкване от класическата теория за черните дупки", казва Хокинг пред списанието. Но квантовата теория "позволява енергията и информацията да се измъкнат от черна дупка". Физикът признава, че едно цялостно обяснение на този процес ще изисква теория, успешно комбинираща гравитацията с другите основни сили във вселената - цел, убягваща на науката вече близо век. "Правилното третиране (на проблема) остава загадка", допълва Хокинг пред "Нейчър".

Статията му е качена на 22 януари в сървъра arXiv, съдържащ материали преди публикация, и все още не разполага с научно рецензиране от независими оценители (т.нар. peer review). В текста се казва, че той е породен от скайп разговор в института за теоретична физика "Кавли" в Санта Барбара, щата Калифорния, през август 2013 г.

Хокинг се опитва да разреши проблем, известен като "парадокс на огнената стена на черната дупка", дефиниран преди две години от екипа в "Кавли" на Джоузеф Полчински. Става дума за противоречие, засягащо предполагаема ситуация, в която астронавт пада в черна дупка. По логиката на квантовата физика би трябвало човекът веднага да изгори на този предел в "огнената стена" от мощна радиация. Но съгласно теорията на относителността астронавтът не би трябвало да усети кога е прекосил "хоризонта на събитията" и би трябвало постепенно да започне да се разтяга като спагети, докато бъде смазан в ядрото на черната дупка. Иначе казано, за Айнщайн "хоризонтът на събитията" като ясно очертан предел е несъществен въпрос, такава граница по-скоро не съществува, т.е. няма къде да възникне въпросната "огнена стена".

Сега Хокинг просто отстранява допускането за определящата роля на "хоризонта на събитията", защото смята, че квантовите ефекти около черната дупка карат време-пространството да се променя толкова неудържимо, че просто няма къде да се оформи такава рязка граница.

"Отсъствието на "хоризонт на събитията" означава, че няма черни дупки - в смисъла на състояния, от които светлината не може да се измъкне към безкрайността", пише Хокинг.

Неговият "очевиден хоризонт" може да се разпада и не е изключено "по принцип всичко да може да излезе от черна дупка", но Хокинг не дава подробни обяснения в тази посока.

Първите реакции на негови колеги са, че новата теоретична конструкция на известния физик по-скоро усложнява нещата и повече поражда въпроси, отколкото да дава отговори.

Ако физикът е прав в новата си идея, възможно е и изобщо да не съществува такова нещо като ядро на черната дупка, а само да се случва временно задържане на материята и уплътняването й към центъра - но не и струпването й в една точка. Така материята не е унищожена, но е деформирана до такава степен, че когато бъде изхвърлена обратно във вселената под формата на т.нар. радиация на Хокинг, тя е толкова различна като форма, че почти не може да се познае какви са били обектите някога.

Източник: http://www.dnevnik.bg/tehnologii/2014/01/26/2228178_stivun_hoking_predloji_revoljucionno_novo_tulkuvane_na/?ref=miniurl

Очаквайте повече в новият брой на списание "Българска Наука"

[П. Теодосиев]

http://www.youtube.com/watch?v=wOWnTNQs6BY

[Gravity]

Не си спомням да ли вече бяха давани линкове към конференцията, но за пълнота

Хокинг

http://online.kitp.ucsb.edu/online/fuzzorfire_m13/hawking/

И всички

http://online.kitp.ucsb.edu/online/fuzzorfire_m13/

[Doris]

Според мен, същественият линк е този:

http://arxiv.org/pdf/1401.5761v1.pdf

The absence of event horizons mean that there are no black holes - in the sense of regimes from which light can't escape to innity. There are however apparent horizons which persist for a period of time. This suggests that black holes should be redened as metastable bound states of the gravitational eld.

Също може да си спомним:

http://nauka.bg/forum/index.php?showtopic=14716&page=1

...самото понятие „черна дупка“ крие множество вътрешни противоречия и теоретични трудности, които и до днес не са преодоляни, а заедно с това и ред противоречия с добре установените закони на физиката. Освен това до момента ние не разполагаме с безспорни и достоверни факти и доказателства за това, че наблюдаваните от астрономите обекти наистина могат да се описват чрез намерените от математиците решения на уравненията на Айнщайн от ОТО.

[Gravity]

Вторият цитат е от съвсем друг контекст и няма отношение. Първият цитат също трябва да се разглежда като част от цялата статия.

[JImBeam]

E то така е, на някой като не му се върже нещо в теорията и хоп......измисли нещо дето ще му свърши работа, а който не вярва - да го обори или да иде да провери

[Южняк]

според мене българиският преводач е превел погршно файъруол като огнена стена. Мисля, че хокинс въщност има предвид аналогия с компютърните файъруоли, а не със стени от огън, които изгарят попадналите в тях астронавти с радиация. По скоро нещо в смисъл на точка след която връщането е невъзможно, point of no return, т.е. файъруолът "пази" материята на черната дупка да не избяга от дупката. От прочетеното останах с впечатлението, че хокинг смята, че файъруолите на дупките всъщност понякога пропускат материя и не са абсолютни, но може да съм разбрал погрешно. Интересна работа това с ентангълмента на частиците, разделени при пропадането си и респективно излъчването си от дупките, които остават свързани в двойки независимо от разстоянията помежду си.

[Gravity]

Не, огнениете стени са точно това което думата означава. Предложението не е на Хокинг, а на други (струнари). Предложението на Хокинг е продиктувано от части от това да се избегнат огнените стени. Ако имаш време гледай докладите по горе от конференцията. Там има каткто за огнените стени така и против.

[Gravity]

http://en.wikipedia.org/wiki/Firewall_%28physics%29

[Южняк]

Благодаря, Гравити. Почетох, прав си, преводачът също. Впечатляващо. Сега, запазва ли се ентангълмента м/у разделените частици или информацията се унищожава от черните дупки?

[Gravity]

Здравей Южняк, предполагам, че си видял статията в уикипедията и препратките. Лично аз не мога да дам информирано мнение. Мойте впечатления са, че повечето хора смятат, че информацията не трябва да се губи и търсят разрешения. Не съм запознат подробно с тях, но повечето са доста неубедителни, поне до колкото аз мога да преценя, и в голяма степен им липсват подробностите, само на ниво идеи са. Това на Хокинг от преди десетина години изглеждай най-убедително. Това на Съскинд изглежда най-неубедително. Предложението за fuzzball(да видим как ще се справи преводача тук) също е интересно. Преди няколко месеца Елис (по-малко известния автор на книгата) имаше идея за това защо черните дупки не трябва да се изпаряват. Много малко хора смятат, че парадокса ще се разреши по този начин, но аз го намирам за доста убедително. Въобще настояването за това че няма загуба идва от предположението, че в основите си квантовата механика е фундаменталното описаниена природата. Лично аз, и моето мнение не е меродавно разбира се, смятам, че парадокса сочи към това, че квантовата теория трябва да се промени и то съществено когато става дума за непренебрежима гравитация.

Както и да е, мисля, че повечето физици са убедени, че унитарноста се запазва и имат предпочитано "разрешение" на прадокса.

п.п. Преди време в един друг форум Питър Шор, който иска унитарноста да се запазва, предлагаше интересни аргументи за това как тя може да не е фундаментална, а само да се появява на определено ниво.

[Gravity]

http://backreaction.blogspot.co.uk/2014/01/if-it-quacks-like-black-hole.html

[Doris]

Има различни мнения. В горното не се споменава нищо за метастабилността. Обаче е права за това, че ако друг беше автор на статията, едва ли някой щеше да и обърне внимание сред безбройните предположения и теории.

Не отговори за "ентангълмента" , а той все пак е свързан дискусиите около "файъруола", макар че го няма в Уикито.

[Gravity]

Има различни мнения. В горното не се споменава нищо за метастабилността. Обаче е права за това, че ако друг беше автор на статията, едва ли някой щеше да и обърне внимание сред безбройните предположения и теории.

Мнения много, но тези на професионалните физици тежат повече от тезни на журналистите или хората по форумите. За коя метастабилност споменаваш?

Ако беше друг автора пак щеше да му се обърне внимание. Но най-вероятно журналистите и форумите нямаше да му обърнат внимание.

Не отговори за "ентангълмента" , а той все пак е свързан дискусиите около "файъруола", макар че го няма в Уикито.

Не знам какво точно очакваш да отговоря! Ако смяташ, че има нещо за отговаряне, във въпроса на Южняк, относно сплитането, дай твоя отговор.

[Doris]

Аз също цитирах професионални физици, при това двама, лично мнение по същество тук не изказвам, само си подбирам цитати.

За метастабилност споменава Хокинг

За сплетените частици - не-драматичен сценарий с илюстрации от един от авторите на хипотезата за огнената стена: https://www.simonsfoundation.org/quanta/20121221-alice-and-bob-meet-the-wall-of-fire/

Редактирано Януари 30, 2014 от Doris

[Gravity]

Единият предполагам, че е Хокинг, но него го цитираш извън контекста, и той не казва това което си мислиш, че казва. Другият е съвсем отделна тема, да не се повтаряме.

За метастабилноста, ясно, че имаш предвид Хокинг, но кажи по конкретно. Иначе трябва да чета статията отново. И какво точно очакваш да бъде споменато за нея?

[Gravity]

...лично мнение по същество тук не изказвам, само си подбирам цитати.

Хубаво, това да не говориш по същество, а да даваш подбрани цитати си е твое право. Но цитатите може да си ги четем и без да са извадени от контекста. А форумите са и за споделяне не личните менния.

[Doris]

Ами явно имаме различни представи за говорене по същество. Но си мисля, че не си прочел цитата, защото точно в него пише за метастабилност. Да се цитира част от статия е практика, която не е измислена от мен. Хората го правят за да наблегнат на тази част , а и като ти казваш - за да се спести време от повторно прочитане, а също и като ти казваш, за да използват авторитета на други.

Какво по същество е твоето лично мнение за статията: "Предложението на Хокинг е продиктувано от части от това да се избегнат огнените стени"

Моето мнение е , че предложението на Хокинг е да се търси решение на парадоксите чрез една метрика, която води до различна представа за черната дупка, описана в дискутирания цитат. Това ми напомни за мнението на Физиев, че няма категорични доказателства реалните астрономически обекти да отговарят изцяло на досега намерените теоретични решения. И според мен едва ли ще е възможно, щом стигат до парадокси.

[Gravity]

За метастабилноста все още не разбирам! От къде точно е и защо очакваш в блога, към който дадох линк да бъде споменавано?

Моето мнение за статията е, че е само на ниво идеи и няма никакви конкретни сметки. За това е все още рано да се правята каквито и да е било изводи, още по малко сензациони "новини", че Хокинг е казал, че няма черни дупки. Това което намирам за по-убедително е статията му от репди десетина години, макар, че и там има нужда от повече подробности.

Моето мнение е , че предложението на Хокинг е да се търси решение на парадоксите чрез една метрика, която води до различна представа за черната дупка, описана в дискутирания цитат.

Сега ако задам въпрос пак ще се разсърдиш и ще кажеш, че те изпитвам или се заяждам. Но това което си написала въобще и не е ясно какво означава. Например за каква метрика говориш? Питам само за пояснение.

Това ми напомни за мнението на Физиев, че няма категорични доказателства реалните астрономически обекти да отговарят изцяло на досега намерените теоретични решения. И според мен едва ли ще е възможно, щом стигат до парадокси.

Хубаво, че ти е напомнило, но гледната точка на Физев е съвсем различна.

Стигането до парадокси не е заради черните дупки, сами по себе си те са непротиворечиви, а при комбинирането на ОТО и квантовата механика. И то не само при черните дупки. Проблеми се появяват на всякъде и ще бъдат разрешени от теория която съчетава и двете. За сега такава няма.

[Doris]

Тука искаш за пети път да пиша за тая метастабилност. Цитатът е в пост #4.

Не виждам някой тук да е споменал или цитирал, че няма черни дупки, или че Хокинг е направил някакви изчисления. Той само предлага да се потърси нов вид математическо решение, а новото решение предполага и нова представа за физическия обект като метастабилен. За каква метрика говоря? Сега какво да правя - ако цитирам от статията - ще кажеш, че е извън контекста и т.н., хайде ще рискувам да цитирам:

I take this as indicating that the topologically trivial periodically identified anti deSitter metric is the metric that interpolates between collapse to a black hole and evaporation. There would be no event horizons and no firewalls.

И накрая какво казваш, че черните дупки са непротиворечиви като теория, само че такава непротиворечива теория засега няма?

Редактирано Януари 31, 2014 от Doris

[Gravity]

Да, най-накрая го посочи. Пише метастабилни състояния, а не метастабилност, но както и да е, за какво го спомена?

Това за метриката, да думата е използвана, но това което ти пишеш какво означава! Това, че използваш същите ключови думи не значи че влагаш същият смисъл, или въобще смисъл.

За черните дупки има непротиворечива теория ОТО. Няма теория която да включва и кавантовите ефекти. Има само проекторешения.

[Doris]

Ами, там е работата, че за описване на предполагаемия физически обект черна дупка не стига ОТО. Тоест, OTO може вътрешно да е непротиворечива ,но при описването на гранични състояния в реалния свят се натъква на противоречия - парадокси.

Редактирано Януари 31, 2014 от Doris

[Gravity]

И кои са тези противоречия/парадокси?

[Doris]

“There is no escape from a black hole in classical theory,” Hawking told Nature. Quantum theory, however, “enables energy and information to escape from a black hole”. A full explanation of the process, the physicist admits, would require a theory that successfully merges gravity with the other fundamental forces of nature. But that is a goal that has eluded physicists for nearly a century. “The correct treatment,” Hawking says, “remains a mystery.”

http://its-interesting.com/2014/01/29/stephen-hawking-there-are-no-black-holes/

Редактирано Януари 31, 2014 от Doris

[Gravity]

В този цитат на Хокинг няма и намек за противоречие! Самия парадокс е парадокс само при допълнителни допускания. Например, че черните дупки се изпаряват напълно. Това може да е предположението на повечето хора, но не е ясно дали наистина е така. Дори и да се изпаряват, парадокс има само ако се смята, че информацията се запазва и че при изпарението се губ. Това не е задължително, информацията може и да не се запазва. Ако се запазва, пак не е нужно да има парадокс, просто все още не е ясно как се връща обратно.

До тук няма и помен от противоречие.