Črne luknje so kosmate

črna luknja

Znanstveniki so po 50 letih rešili Hawkingov paradoks.

Niels Bohr
Poleg bolj slavnega Maxa Plancka, je ustanovni oče kvantne mehanike Niels Bohr. (vir: wiki)

Fizika se danes naslanja na dve fundamentalni teoriji, ki razlagata svet na makroskopski in mikroskopski ravni. Prva je Einsteinova relativnostna teorija, ki je nadgradila in nadomestila newtonsko fiziko. Razlaga delovanje gravitacije, razmerje med maso in energijo (E = mc2) in natančno opiše makroskopske pojave ter relativnost časa in prostora, kar med drugim uporabljamo za tehnologijo GPS. Druga je kvantna mehanika, ki se podaja v svet molekul, atomov in subatomskih delcev. Posveča se močni jedrski sili, šibki jedrski sili in elektromagnetni sili. Uspe razložiti delovanje laserja ali združevanje atomov v molekule.

Vendar že od nastanka kvantne mehanike kaže, da teoriji nista združljivi. Ko poskusimo s kvantno mehaniko razložiti delovanje gravitacije, pridemo do matematičnih nesmislov. Medtem ko je relativnostna teorija deterministična, se kvantni fizik zaveda, da lahko svet opazuje le skozi verjetnost. To povzame Heisenbergov princip, ki pravi, da lahko elektronu ugotovimo ali hitrost ali lokacijo, ne pa obojega. Še več, bolj natančno, ko merimo lokacijo, manj natančno bomo izmerili hitrost. Vse, kar lahko naredimo je, da podamo verjetnostno oceno obojega. Einstein na to odgovarja: Bog ne kocka!

Albert Einstein
Oče relativnostne teorije Einstein (vir: wiki)

Ali narava torej deluje po dveh različnih sistemih glede na velikost? Imamo morda popolnoma napačen pogled na stvari? Potrebujemo novo teorijo? Vsa ta vprašanja se še danes zastavljajo fizikom in na nekatera je odgovorila teorija strun, ki pa tudi ni popolna.

Hawkingov paradoks

Stephen Hawking je v 70-ih izpostavil težavo, ki nastane pri raziskovanju črnih lukenj. Po zakonih relativnostne teorije, črni luknji nič ne uide. To velja celo za svetlobo in kvantne informacije. Vendar črne luknje oddajajo, sicer le teoretizirano, Hawkingovo sevanje in se sčasoma skrčijo ter izginejo. Z njimi pa tudi vsa svetloba in informacije. Kvantna mehanika pravi, da to ne gre, saj bi kršilo osnovno pravilo entropije, da nič ne more izginiti. Ta zagonetka je dobila ime Hawkingov paradoks. Po pol stoletja neuspelih poskusov pa je prof. Xavier Calmet z Univerze v Sussexu s svojo ekipo našel pot iz paradoksa.

Kvantne dlake

Predpostavljajo, da vse, kar črna luknja pojé, pusti odtis v njenem gravitacijskem polju. Fenomen so poimenovali kvantne dlake. S tem se ohranijo informacije in zakoni kvantne mehanike in najbolj pomembno – matematika se izide. Calmet je povedal, da konec koncev morda ne bomo potrebovali še ene teorije, saj ta rešitev elegantno poveže kvantno mehaniko in relativnostno teorijo.

Ime kvantne dlake je fizikalni pun, ki se nanaša na prejšnje teorije. Bolj natančno teorijo Johna Archibalda Wheelerja iz 60-ih, ki je predpostavljala, da črne luknje določa le njihova masa, vrtenje in naboj. Dve črni luknji, ki imata te tri spremenljivke enake, bi torej bili identični. Teorije, ki pravi, da črne luknje nimajo drugih lastnostih, da so popolnoma gladke, se je prijelo ime »no hair theorem«, zdaj pa jo bo morda nadomestila nova »yes hair theorem« s kvantnimi dlakami (angl. quantum hair).

Revolucionarni skok ali le popravek?

Raziskava je izšla v Physical Review Letters in čaka na odzive matematične in fizikalne srenje. Toby Wiseman z Londonskega Imperial College je že izrazil dvome na račun tega, da rešitev zadeva le majhne popravke, ne pa celostno združuje obeh teorij. Na drugi strani Calmet pravi, da se zaveda, da bo preteklo nekaj časa, preden bodo kvantne dlake širše sprejete.

VIRBBC
Prejšnji članekUra vožnje avtomobila dosegla rekorden znesek
Naslednji članekKako je anime kultura preplavila Obalo – 1. del

Uporabljamo Akismet za manjšanje neželenih oglasnih komentarjev (spam). Politika zasebnosti.