"Nie ma żadnych czarnych dziur". Nieoczekiwany zwrot Hawkinga

Według Hawkinga czarne dziury zachowują się inaczej, niż dotąd zakładaliśmyNASA/Dana Berry/SkyWorks Digital

- Nie ma czarnych dziur - przekonuje w najnowszej pracy Stephen Hawking, jeden z twórców teorii opisujących te obiekty. Wbrew pozorom naukowiec nie oszalał i nie próbuje zanegować istnieniu tego, co przez lata badał, przedstawił jednak teorię dość radykalnie zmieniającą dotychczasowe założenia na temat ich natury. Według niej wciągnięta przez czarną dziurę materia nie ginie bez powrotu, lecz ma szansę na uwolnienie.

Większość fizyków raczej nie poważyłaby się na stwierdzenie, że "nie ma czarnych dziur" - przynajmniej w tym sensie, w jakim dotąd je sobie wyobrażaliśmy. Po przedstawieniu takiej tezy zostaliby uznani za pomyleńców. Sytuacja wygląda jednak nieco inaczej, kiedy mówi o tym jeden ze współtwórców nowoczesnej teorii czarnych dziur.

Stephen Hawking, bo o nim mowa, opublikował w internecie pracę, w której rozprawia się z pojęciem horyzontu zdarzeń, czyli otaczającej obszar czarnej dziury niewidzialnej granicy, spoza której nic nie może uciec. Zamiast niego Hawking postuluje istnienie "pozornego" horyzontu, który tylko czasowo więzi materie i energię, a w końcu je wypuszcza, choć w zniekształconej formie.

Dręczący "paradoks informacyjny"

- W klasycznej teorii nie ma ucieczki z czarnej dziury. Jednak teoria kwantowa przewiduje możliwość ucieczki z niej energii i informacji - wyjaśniał Hawking w wypowiedzi dla czasopisma "Nature". Jak twierdzi, pełne wyjaśnienie tego procesu wymaga sformułowania teorii w spójny sposób opisującej działanie grawitacji i innych fundamentalnych sił działających w naturze oraz zjawisk fizycznych. Takiego uniwersalnego opisu rzeczywistości fizycy szukają już od niemal wieku. - Pozostaje on tajemnicą - przyznaje Hawking.

Najnowsza praca słynnego fizyka to próba rozwiązania problemu odkrytego w teorii czarnych dziur, zwanego paradoksem informacyjnym. Burzy on spokój fizyków już prawie od dwóch lat, od kiedy został odkryty przez fizyka Josepha Polchinskiego i jego kolegów z Kavli Institute for Theoretical Physics w Santa Barbara.

Gdyby astronauta wpadł do czarnej dziury...

Naukowcy zastanawiali się, co mogłoby się stać z hipotetycznym astronautą, któremu zdarzyłoby się wpaść do czarnej dziury. Zgodnie z przyjmowaną dotąd koncepcją horyzontu zdarzeń, pozostającego matematyczną konsekwencją ogólnej teorii względności Einsteina, pechowiec najpierw przeszedłby gładko przez horyzont zdarzeń, a następnie zostałby stopniowo wessany do wnętrza, rozciągając się przy tym jak spaghetti. Na koniec biedaka czekałoby zgniecenie w osobliwości czarnej dziury, czyli jej hipotetycznym nieskończenie gęstym rdzeniu.

Taki przebieg zdarzeń wydawał się nie budzić wątpliwości. Kiedy jednak zespół Polchinskiego zaczął analizować go bardziej szczegółowo, okazało się, że rozpatrywanie go pod kątem praw mechaniki kwantowej całkowicie zmienia sytuację. Jak stwierdzili, według założeń teorii kwantowej wokół horyzontu zdarzeń powinien powstać obszar o wysokiej energii, nazwany "pierścieniem ognia". A zatem pechowy astronauta zamiast rozciągnąć się jak ciasto w czeluści czarnej dziury, powinien spalić się na popiół.

Bez absolutnej granicy

Takie wyjaśnienie jednak również nie jest zadowalające, bo chociaż trzyma się zasad mechaniki kwantowej, jednocześnie łamie ogólną teorię względności. Według niej swobodnie spadający obiekt powinien w każdym przypadku podlegać identycznym prawom fizyki, niezależnie od miejsca we Wszechświecie, w którym się znajdzie - czy będzie to czarna dziura, czy przestrzeń międzygalaktyczna.

Najnowsza hipoteza Hawkinga oferuje kuszące rozwiązanie, zgodne zarówno z zasadami mechaniki kwantowej, jak i z teorią względności. Trzeba tylko po prostu przyjąć, że czarne dziury nie posiadają horyzontu zdarzeń.

Kluczem do jego twierdzenia jest to, że efekty kwantowe powodują zbyt gwałtowne zmiany czasoprzestrzeni, żeby mogła przy tym zaistnieć ostra, absolutna granica oddzielająca obszar, z którego nic nie może uciec. Zamiast horyzontu zdarzeń Hawking postuluje istnienie "pozornego horyzontu", powierzchni, na której zostają zawieszone promienie światła próbujące wydostać się z czarnej dziury. - Brak horyzontu zdarzeń oznacza, że nie ma czarnych dziur - w tym znaczeniu, że światło nie może z nich uciec - podsumował naukowiec.

"Pozorny horyzont" też problematyczny?

- Obraz, jaki przedstawia Hawking, wydaje się całkiem rozsądny - komentuje Don Page, fizyk i ekspert od czarnych dziur na Uniwersytecie Alberty w Edmonton, który współpracował z Hawkingiem w 1970 roku. - Można powiedzieć, że stwierdzenie tego, iż horyzont zdarzeń nie istnieje jest radykalne. Ale to są warunki kwantowe, a tam niejasna jest nawet kwestia, czym jest czasoprzestrzeń, a co dopiero kwestia, czy istnieje określony obszar, który można oznaczyć jako horyzont zdarzeń - wyjaśnia.

I chociaż przyjmuje propozycję Hawkinga, ze czarna dziura może istnieć bez horyzontu zdarzeń, nie jest przekonany, czy to założenie wystarcza do ominięcia "paradoksu informacyjnego". Według niego nawet obecność efemerycznego "pozornego horyzontu" może powodować takie same problemy, jak przyjmowane dotąd istnienie absolutnego horyzontu zdarzeń.

Wolne, ale nie do odtworzenia

Ponieważ "pozorny horyzont", w przeciwieństwie do horyzontu zdarzeń, może zaniknąć, Page uważa, że nowa teza Hawkinga otwiera drogę do ekstremalnego założenia, że w zasadzie wszystko może się wydostać z czarnej dziury. Mimo że fizyk z Cambridge w swojej pracy nie precyzuje, jak dokładnie zniknie pozorny horyzont, według jego kolegi stanie się to, gdy zmniejszy się do pewnej wielkości, w której połączą się skutki działania zarówno grawitacji, jak i mechaniki kwantowej. W tym momencie to, co zostało wciągnięte do czarnej dziury, zostanie uwolnione, jednak mocno zmienione i zniekształcone.

Jeśli Hawking ma rację, istnieje nawet możliwość, że nie istnieje osobliwość czarnej dziury w jej centrum. Zatem wciągnięta przez taki obiekt materia byłaby tylko czasowo zatrzymywana za "pozornym horyzontem", przemieszczającym się stopniowo do wnętrza czarnej dziury, ale nigdy nie osiągającym jej centrum. Dlatego właśnie informacje pochodzące z pochwyconej materii nie zostałyby zniszczone, ale zniekształcone tak, że prawie niemożliwe do odtworzenia. - To byłoby gorsze niż próba zrekonstruowania książki spalonej na popiół - tłumaczy Page.

Niepewne jak... prognoza pogody

Sam Hawking porównuje taki potencjalny proces do próby przewidywania fizyki atmosfery - choć teoretycznie takie prognozowanie jest możliwe, w praktyce jest to zbyt trudne do zrobienia z dużą dokładnością. Stąd wątek "pogodowy" w tytule artykułu Hawkinga: "Zachowanie informacji i prognoza pogody dla czarnych dziur" ("Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes").

Jednak Joseph Polchinski, naukowiec z zespołu, który przeprowadził kluczową dla pracy Hawkinga analizę losów "więźnia" czarnej dziury, jest sceptyczny co do tego, że czarne dziury bez horyzontu zdarzeń mogą istnieć w przyrodzie. - Rodzaj gwałtownych zmian niezbędnych do ich zlikwidowania jest zbyt rzadki we Wszechświecie - twierdzi. - W grawitacji Einsteina horyzont czarnej dziury nie różni się aż tak bardzo od innych części kosmosu - dodaje.

Autor: js/mj / Źródło: nature.com

Źródło zdjęcia głównego: NASA/Dana Berry/SkyWorks Digital

Pozostałe wiadomości

Zaraz po upalnej niedzieli czeka nas wizyta frontu chłodnego. To, jak wpłynie ona na temperaturę, opisuje autorska długoterminowa prognoza temperatury na 16 dni, przygotowana przez Tomasza Wasilewskiego. Ekspert z tvnmeteo.pl sprawdza w niej także, jakie warunki mogą panować w Polsce do końca czerwca.

Pogoda na 16 dni. Taki może być początek wakacji

Pogoda na 16 dni. Taki może być początek wakacji

Źródło:
tvnmeteo.pl

Gdzie jest burza? W niedzielę 15.06 w części kraju pojawiają się wyładowania atmosferyczne. Burzom towarzyszą opady deszczu oraz silny wiatr. Śledź aktualną sytuację pogodową w Polsce w tvnmeteo.pl.

Gdzie jest burza? Zjawisk przybywa, lokalnie pada grad

Gdzie jest burza? Zjawisk przybywa, lokalnie pada grad

Źródło:
tvnmeteo.pl

Po pogodnym i słonecznym, a miejscami również upalnym weekendzie, pogoda nad Polską ulegnie sporej zmianie. Już najbliższej nocy nad nasz kraj zacznie wkraczać front atmosferyczny, przynoszący ze sobą opady i burze. Deszcz widać w prognozach na cały przyszły tydzień - gdzie i kiedy spadnie go najwięcej?

Zmiana pogody w Polsce. Gdzie ma najsilniej padać?

Zmiana pogody w Polsce. Gdzie ma najsilniej padać?

Źródło:
tvnmeteo.pl

Pogoda na jutro, czyli na poniedziałek 16.06. W nocy nad Polskę nasunie się strefa gęstszego zachmurzenia i opadów deszczu, miejscami zagrzmi. W ciągu dnia burze mają wędrować na wschód, do kolejnych regionów. Termometry pokażą od 20 do 29 stopni Celsjusza.

Pogoda na jutro - poniedziałek 16.06. Noc pod znakiem grzmotów i ulew

Pogoda na jutro - poniedziałek 16.06. Noc pod znakiem grzmotów i ulew

Źródło:
tvnmeteo.pl

IMGW ostrzega przed upałami i burzami. Miejscami termometry mają pokazać nawet 32 stopnie Celsjusza, może także zagrzmieć. Sprawdź, gdzie należy zachować ostrożność.

Do skwaru dojdą burze. Alarmy

Do skwaru dojdą burze. Alarmy

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Burza tropikalna Dalila szaleje u wybrzeży Meksyku. W sobotę silny wiatr i ulewy spowodowały szkody w Acapulco - restauracje wpadły do oceanu, a ulice zostały zalane. Podczas burzy na Pacyfiku zatonęło kilka łodzi rybackich, na szczęście bez załogi na pokładzie.

Po burzy restauracje wpadły do oceanu

Po burzy restauracje wpadły do oceanu

Źródło:
informador.mx, Conagua

W Hiszpanii trwa sprzątanie po powodziach, które w piątek wieczorem i sobotę przetoczyły się przez kraj. Ulewny deszcz spowodował spore zniszczenia w okolicach Saragossy. Woda zdewastowała wiele domów, uszkodziła drogi i zmyła mosty.

Powódź nadeszła w nocy. "Woda praktycznie sięgała sufitu"

Powódź nadeszła w nocy. "Woda praktycznie sięgała sufitu"

Źródło:
heraldo.es, 20 minutos

Na islandzkim wybrzeżu utknęła orka. Służbom udało się odeskortować ją do wody, jednak kolejnego dnia zwierzę znów znalazło się na lądzie. Specjaliści musieli podjąć trudną decyzję o eutanazji.

Orka utknęła na lądzie. Trudna decyzja służb

Orka utknęła na lądzie. Trudna decyzja służb

Źródło:
ENEX, grapevine.is, icelandreview.com

Start misji Axiom-4 z Polakiem Sławoszem Uznańskim-Wiśniewskim na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) może odbyć się nie wcześniej niż w czwartek 19 czerwca - wynika z sobotniego wspólnego oświadczenia amerykańskiej agencji kosmicznej NASA oraz firm Axiom Space i SpaceX.

Kiedy Sławosz Uznański-Wiśniewski poleci w kosmos? Jest komunikat NASA

Kiedy Sławosz Uznański-Wiśniewski poleci w kosmos? Jest komunikat NASA

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

Kilka dni temu do sieci trafiło wideo, na którym mężczyzna w pobliżu Mięguszowieckiego Szczytu Pośredniego w Tatrach kopie w przepaść kamień. Przewodnik tatrzański Jan Krzeptowski-Sabała tłumaczył w TVN24, czym mogą grozić takie zachowania. Opowiadał też o tym, jakie inne nieodpowiedzialne zachowania widuje w górach.

"Czasem wydaje się nam, że turyści niczym już nas nie zaskoczą. A jednak"

"Czasem wydaje się nam, że turyści niczym już nas nie zaskoczą. A jednak"

Źródło:
TVN24

Do redakcji Kontaktu24 zgłosił się pan Wojtek z Szubina (woj. kujawsko-pomorskie), któremu udało się nagrać fruczaka gołąbka, czyli naszego polskiego kolibra.

Fruczak gołąbek przyleciał do Reportera24. Nagranie

Fruczak gołąbek przyleciał do Reportera24. Nagranie

Źródło:
Kontakt24

Jest czerwiec, więc truskawki pojawiają się na naszych stołach. Warto jednak wiedzieć, że nie tylko sama ich czerwona część jest źródłem mnóstwa korzystnych składników odżywczych. Jak przekonują naukowcy z dwóch polskich uczelni, także szypułki są dla nas zdrowe.

Nie wyrzucaj szypułek truskawek

Nie wyrzucaj szypułek truskawek

Źródło:
PAP

Czego spodziewać się w pogodzie w Boże Ciało oraz długi, czerwcowy weekend? W prognozach na ten czas widać dużo słońca. Jeśli pojawią się opady, to tylko lokalnie. Zadowoleni będą ci, którzy nie lubią upału. Sprawdź, co nas czeka.

Najnowsza prognoza na Boże Ciało i długi weekend

Najnowsza prognoza na Boże Ciało i długi weekend

Źródło:
tvnmeteo.pl

Koniec weekendu w części kraju zapowiada się z temperaturą przekraczającą 30 stopni Celsjusza. Jak długo zostanie z nami upalna aura? Kolejne dni przyniosą spadek wartości na termometrach, ale wystąpi ryzyko burz.

Ponad 30 stopni już wkrótce, ale na horyzoncie widać zmianę

Ponad 30 stopni już wkrótce, ale na horyzoncie widać zmianę

Źródło:
tvnmeteo.pl

Upalna aura dotarła do Włoch. W sześciu miastach, między innymi w Rzymie, w sobotę w mocy jest najwyższy stopień alertu przed upałem, wydany przez ministerstwo zdrowia. W niedzielę miast, w których obowiązuje to ostrzeżenie będzie jeszcze więcej.

40 stopni i więcej. Czerwone alarmy dla kolejnych miast

40 stopni i więcej. Czerwone alarmy dla kolejnych miast

Źródło:
PAP

W Turcji naukowcy potwierdzili występowanie nowego, inwazyjnego gatunku kleszcza. Na Haemaphysalis longicornis natrafiono po raz pierwszy w Stambule, ale jego naturalnym miejscem występowania jest Azja Wschodnia. Badacze są zaniepokojeni, ponieważ pajęczak może być odpowiedzialny za przenoszenie 30 różnych chorób.

Inwazyjny gatunek kleszcza. Naukowcy potwierdzają

Inwazyjny gatunek kleszcza. Naukowcy potwierdzają

Źródło:
Daily Sabah

Maleńki wodny płaz z Meksyku może skrywać wielką tajemnicę dotyczącą zdolności do odrastania kończyn. Naukowcy odkryli właśnie, że kluczową rolę w tym procesie odgrywa znany z leczenia trądziku kwas retinowy. Czy aksolotl w przyszłości pomoże ludziom odzyskiwać utracone części ciała?

Sprawili, że świeciły w ciemności. Tak poznali ich sekret

Sprawili, że świeciły w ciemności. Tak poznali ich sekret

Źródło:
CNN

Gwałtowne powodzie, które nawiedziły miasto San Antonio w Teksasie, pochłonęły co najmniej 11 ofiar śmiertelnych. Kilka osób uznaje się za zaginione. Służby ratunkowe prowadzą intensywne poszukiwania. Władze ostrzegają, że bilans ofiar śmiertelnych może jeszcze wzrosnąć.

"Rozmawiałam z nim przez telefon, kiedy to się działo". Powodzie zabiły 11 osób

"Rozmawiałam z nim przez telefon, kiedy to się działo". Powodzie zabiły 11 osób

Źródło:
PAP, BBC

Choć nietoperze żyją zaskakująco długo jak na swoje niewielkie rozmiary, niemal nie zapadają na nowotwory. Naukowcy z University of Rochester doszli do tego, dlaczego się tak dzieje. To odkrycie może mieć ogromne znaczenie dla rozwoju nowych terapii onkologicznych u ludzi.

Dlaczego nietoperze nie chorują na raka

Dlaczego nietoperze nie chorują na raka

Źródło:
PAP

Międzynarodowy zespół naukowców dokonał interesującego odkrycia na temat bakterii. Okazuje się, że gdy są głodne, mogą zabijać i zjadać swoich "pobratymców". Odkrycie opisano w magazynie "Science".

Co zjadają głodne bakterie. Zaskakujące odkrycie

Co zjadają głodne bakterie. Zaskakujące odkrycie

Źródło:
phys.org

Tajfun Wutip dotarł w piątek do południowych Chin. Przyniósł wichury i obfite opady deszczu. Przed uderzeniem żywiołu władze prewencyjnie ewakuowały kilkanaście tysięcy mieszkańców.

Ewakuacje, nie kursują pociągi, zamknięte szkoły. Wutip uderzył

Ewakuacje, nie kursują pociągi, zamknięte szkoły. Wutip uderzył

Źródło:
Reuters, Xinhua, Anadolu Agency

Dziewięciolatka z USA niemal straciła rękę w wyniku ataku rekina na Florydzie. Dziewczynka została przetransportowana śmigłowcem do szpitala, gdzie przeszła "długą operację". Jej krewni opowiedzieli o dramatycznych wydarzeniach w rozmowie z mediami.

Rekin zaatakował 9-latkę

Rekin zaatakował 9-latkę

Źródło:
ABC News, CNN

W amerykańskim stanie Oregon szaleją pożary lasów. Władze zdecydowały o ewakuacji mieszkańców i zamknięciu odcinków autostrad. Niewykluczone, że pożar zaprószył człowiek.

Pożary lasów nie dają się opanować. Ewakuacje i przygotowanie do kolejnych

Pożary lasów nie dają się opanować. Ewakuacje i przygotowanie do kolejnych

Źródło:
CNN, KOIN.com

Wilczyca zmarła na skutek zadławienia się foliową torebką z resztkami jedzenia. Zwłoki zwierzęcia zostały znalezione w lasach Nadleśnictwa Kobiór w województwie śląskim. Przyrodnicy apelują o niepozostawianie odpadów w lasach - stanowią one śmiertelne zagrożenie dla ich mieszkańców.

Wilczyca konała w męczarniach. Połknęła woreczek foliowy

Wilczyca konała w męczarniach. Połknęła woreczek foliowy

Źródło:
RDLP Katowice, Stowarzyszenie dla Natury "Wilk"

Denga to zakaźna choroba tropikalna, roznoszona przez komary. Naukowcy stale próbują walczyć z jej rozprzestrzenianiem się, opracowując nowe metody, które pozwolą ostrzegać ludność przed zagrożeniem.

"Kiedy słyszę komary, czuję przerażenie"

"Kiedy słyszę komary, czuję przerażenie"

Źródło:
Reuters

W środę późnym popołudniem Madryt nawiedziła potężna burza gradowa. Zaskoczyła mieszkańców i sparaliżowała ruch w wielu częściach miasta. Grad wielkości piłek golfowych pozostawił po sobie duże zniszczeń. Na ulicach stolicy zrobiło się biało.

Grad jak piłki golfowe, połamane drzewa. Chaos w Madrycie

Grad jak piłki golfowe, połamane drzewa. Chaos w Madrycie

Źródło:
El Mundo, Europa Press

Elon Musk nawołuje do deorbitacji Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Prezes SpaceX wyraził w piątek obawy, że starzejąca się infrastruktura stacji wiąże się z ryzykiem dla astronautów. Jak dodał, do opuszczenia ISS powinno dojść w ciągu dwóch lat.

Elon Musk "rekomenduje" deorbitację Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

Elon Musk "rekomenduje" deorbitację Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

Źródło:
Reuters, AP, SpaceNews, x.com

Tornada przeszły w czwartek przez Teksas. W hrabstwie Wharton potwierdzono wystąpienie dwóch trąb powietrznych, a silny wiatr zdewastował wiele domów. Tornada pojawiły się także w innych częściach stanu.

Wiało z prędkością 160 kilometrów na godzinę. Podmuchy zmiotły domy

Wiało z prędkością 160 kilometrów na godzinę. Podmuchy zmiotły domy

Źródło:
CNN, myhighplains.com

Część Republiki Południowej Afryki nawiedziły katastrofalne powodzie, wywołane przejściem zimnego frontu. Liczba ofiar śmiertelnych wzrosła w czwartek do 78. Władze podkreślają, że może być ich jednak jeszcze więcej.

"Kiedy wody opadną, zostanie znalezionych więcej ludzi"

"Kiedy wody opadną, zostanie znalezionych więcej ludzi"

Źródło:
Reuters, SABC

30-latek został zraniony przez bizona w Parku Narodowym Yellowstone we wtorek. Pracownicy podali, że zwiedzający podeszli zbyt blisko do grupy zwierząt, tym samym narażając się na atak. To drugie takie zdarzenie tej wiosny. W maju ofiarą bizona padł 47-latek.

"Są nieprzewidywalne, biegają trzy razy szybciej niż ludzie". Kolejny atak

"Są nieprzewidywalne, biegają trzy razy szybciej niż ludzie". Kolejny atak

Źródło:
The Independent, The Guardian