13 ژانویه 2022 – آلن آر، مجوز CC
این مطالعه تلاش می‌کند تا به بحث در مورد پارادوکس اطلاعاتی معروف استیون هاوکینگ پایان دهد، مشکلی که با نتیجه‌گیری هاوکینگ ایجاد شد مبنی بر اینکه هر داده‌ای که وارد سیاهچاله می‌شود هرگز نمی‌تواند از آن خارج شود. این نتیجه گیری با قوانین ترمودینامیک مطابقت داشت، اما با قوانین اساسی مکانیک کوانتومی مخالف بود.
سمیر ماتور، نویسنده اصلی این مطالعه و استاد فیزیک در دانشگاه ایالتی اوهایو، می‌گوید: «آنچه از نظریه ریسمان دریافتیم این است که تمام جرم سیاهچاله به مرکز مکیده نمی‌شود. سیاهچاله سعی می‌کند اشیا را تا یک نقطه فشرده کند، اما سپس ذرات به درون این رشته‌ها کشیده می‌شوند، و رشته‌ها شروع به کشیده شدن و انبساط می‌کنند و تبدیل به این بال فاز می‌شود که منبسط می‌شود تا کل سیاهچاله را پر کند.»
این مطالعه که در 28 دسامبر در مجله فیزیک ترکیه منتشر شد، نشان داد ، همانطور که نویسندگان مقاله در ابتدا معتقد بودند که نظریه ریسمان تقریباً به طور قطع پاسخ پارادوکس هاوکینگ را دارد. فیزیکدانان قضایایی را اثبات کردند تا نشان دهند که نظریه فاز بال محتمل ترین راه حل برای پارادوکس اطلاعاتی هاوکینگ است.
ماتور در سال 2004 مطالعه‌ای منتشر کرد مبنی بر اینکه سیاه‌چاله‌های نظریه‌ای شبیه به توپ‌های نخی بسیار بزرگ و بسیار آشفته هستند – «فوزبال‌ها» که با مکیده شدن اجسام جدید بزرگ‌تر و آشفته‌تر می‌شوند.
ماتور گفت: «هرچه سیاهچاله بزرگ‌تر باشد، انرژی بیشتری وارد آن می‌شود و بال فاز بزرگ‌تر می‌شود. مطالعه سال 2004 نشان داد که نظریه ریسمان، نظریه فیزیک که معتقد است تمام ذرات در جهان از ریسمان های ارتعاشی کوچک ساخته شده اند، می تواند راه حلی برای پارادوکس هاوکینگ باشد.با این ساختار ، سوراخ مانند هر جسم معمولی تابش می کند و هیچ پازلی وجود ندارد.
پس از مطالعه ماتور در سال 2004 و سایر کارهای مشابه، “بسیاری از مردم فکر کردند که مشکل حل شده است.” اما در واقع، بخشی از مردم در خود جامعه نظریه ریسمان فکر می کردند که به دنبال راه حل متفاوتی برای پارادوکس اطلاعاتی هاوکینگ هستند. آنها از اینکه از نظر فیزیکی، کل ساختار سیاهچاله تغییر کرده بود، آزارشان می داد.
مطالعات در سال‌های اخیر تلاش کردند نتیجه‌گیری‌های هاوکینگ را با تصویر قدیمی چاله تطبیق دهند، جایی که می‌توان سیاهچاله را «فضای خالی با تمام جرمش در مرکز» تصور کرد. یک نظریه، الگوی کرم‌چاله، پیشنهاد می‌کند که سیاهچالهها ممکن است یک سر پل در پیوستار فضا-زمان باشند، به این معنی که هر چیزی که وارد یک سیاهچاله می‌شود ممکن است در انتهای دیگر پل – انتهای دیگر کرم‌چاله – مکانی متفاوت در مکان و زمان ظاهر شود.
اما برای اینکه تصویر کرم چاله کار کند، مقداری تابش کم انرژی باید از سیاهچاله در لبه های آن فرار کند.
این مطالعه اخیر یک قضیه – “قضیه تصحیحات کوچک موثر” – را اثبات کرد تا نشان دهد که اگر این اتفاق بیفتد، سیاهچالهها به شکلی که می‌تابند به نظر نمی‌رسند.
محققان همچنین ویژگی‌های فیزیکی سیاهچالهها، از جمله تغییر توپولوژی در گرانش کوانتومی را بررسی کردند تا مشخص کنند که آیا الگوی کرم‌چاله کار می‌کند یا خیر.
ماتور گفت: “در هر یک از نسخه هایی که برای رویکرد کرم چاله پیشنهاد شده است، متوجه شدیم که فیزیک سازگار نیست.” پارادایم کرم‌چاله تلاش می‌کند تا استدلال کند که، به نوعی، شما هنوز می‌توانید سیاهچاله را با تمام جرمی که در مرکز قرار دارد، به‌طور مؤثر خالی تصور کنید. و قضایایی که ما اثبات می کنیم نشان می دهد که چنین تصویری امکان پذیر نیست.
محققان همچنین مقاله‌ای در مجله بین المللی فیزیک مدرن منتشر کرده‌اند که نشان می‌دهد چگونه این کار ممکن است پازل‌های دیرینه در کیهان‌شناسی را حل کند..
