拡大/アーティストによるブラックホールの描写NASAゴダードスペース フライトセンター/ CIラボ
有名な物理学者スティーブン・ホーキングが先に亡くなったとき、 年、彼は科学的な遺産を残しました。 現代の理論物理学における最も奇妙なパラドックス。 今彼の最終 論文が発表されたばかりで、 情報はブラックホールから取得できるか、 永遠に失われました。 紙は、情報を ブラックホールを囲む「柔らかい髪」のハロー。
昔々、物理学者はブラックホールには ヘア。 「多くの場合、髪の毛を見ることで人々を区別できますが、 ブラックホールは完全にハゲに見えた」と共著者のマルコム・ペリー ケンブリッジ大学のガーディアン紙に書いています。 つまり、すべて あなたはブラックホールを数学的に記述する必要がありました スピンと電荷。 [修正]だからそこに 黒に何かを投げても目立った変化はないだろう 穴-そのオブジェクトが何をするかについての手がかりを提供するものは何もない なっている。 その情報は失われます。
しかし、1974年、ジェイコブベケンシュタインはブラックホールも 温度があります。 ホーキングは彼が間違っていることを証明しようとしたが、終わった 彼が正しいことを証明して、ブラックホールはしたがって ある種の熱放射を生成します。 [修正済み]ブラックホール エントロピーも必要です。技術的には、エントロピーの数を決定する手段です。 オブジェクトの原子を再配置できるさまざまな方法 ほぼ同じように見えます。 ホーキングは最初に そのエントロピーを計算します。 彼は「ホーキング」の概念も紹介しました 放射線。”
拡大/ 1979年10月、ニュージャージー州プリンストンのスティーブンホーキングサンティ Visalli / Getty Images
量子力学では、空の空間は本当に空ではありません。 いわゆる「仮想」粒子の物質/反物質のペアは 絶えず存在し、同じように素早く消滅します。 しかし、ブラックホールのイベントホライズンの近くでペアがポップアップした場合、 ペアの1つが落ちると、ブラックホールは エネルギー、対応する量だけその質量を減らします。 時間とともに、 ブラックホールは蒸発します。 ブラックホールが小さいほど、 すぐに消えます。
パラドックスの誕生
物語の次の部分は、1991年の賭けから始まります。 ホーキングとカリフォルニア工科大学の物理学者キップ・ソーンはジョン・プレスキルを賭けた カリフォルニア工科大学）ブラックホールに落ちる情報は 破壊され、元に戻すことはできません。 プレスキルはそれを考えた ブラックホールが蒸発するので、ホーキング放射で保存されます。 ホーキングとソーンは、このようにあらゆる情報が反論した リリースされたものはひどくスクランブルされてしまい、役に立たないでしょう。 ために すべての実用的な目的で、情報は失われます。
2004年、物理学者がパラドックスを解決したように見えた ブラックホールの相補性の概念を提案しました。 この下で シナリオ、同時にブラックホールに陥る情報 反映されます。 一人の観察者が中と外の両方にいることはできません イベントの地平線の外で、だれも両方のイベントを目撃することはできません 同時。 しつこい質問がまだありましたが、 議論はホーキングを納得させ、彼は賭けを認めました。 プレスキル Total Baseball：The Ultimate Baseballのコピーを受け取りました 彼の賞品としての百科事典、「そこから情報を取得することができます 意のままに。”
しかし、パラドックスを再考する2012年の論文は、さらに別の 作品へのスパナ。 可能なメカニズムを熟考しながら ブラックホールから情報を取得する、故ジョセフポルチンスキー （カリフォルニア大学サンタバーバラ校）と3人の同僚 物理学の3つの信じられている基本姿勢に気づきました すべてが真実であるとは限りません。 一つは間違っていなければならず、彼らはそれを信じていた イベントの地平線の性質でした。
落下中のオブザーバーは、 地平線の火の文字通りの壁。
誰かがイベントを横断したとき、従来の知恵が保持していました 地平線、彼らは何も間違っていることに気付かないでしょう。 彼らが動いたときだけでした 極端な重力の特異性に近い それらを切り裂きます（ソーンはこれを 「スパゲティ化」）。 物理学者はこれを「ドラマなし」シナリオと呼んでいます。 しかし ポルチンスキー等。 in落したオブザーバーは 地平線の文字通りの火の壁のそばのパリパリ。
オハイオ州立大学のストリングによる提案に似ています 数年前に理論家サミール・マトゥール。 マシューは黒を主張した 穴は空のピットではなく、文字列でいっぱいです（ 弦理論の基本単位）、実際の表面は 星または惑星。 Polchinskiのファイアウォールは本質的にホットです ファズボール。
拡大する /物理学者を逆説で困惑させないとき、ホーキングは make cameos on popular TV shows. Here he is on the set of The Bigシェルドン・クーパー（ジム・パーソンズ）とのバン理論CBS Photo アーカイブ/ゲッティイメージズ
しかし、これは解決するための最も簡単なソリューションです パラドックス。 物理学者は、ドラマを提案していない その後のあらゆる種類の代替ソリューション。 Hawkingこれも、プレプリントサイトに投稿された2ページの2014年の論文で行われました。 arXiv.org。 方程式がゼロの技術論文ではありませんでしたが、 むしろ、彼が会議で前に与えた講演の要約 年。
ホーキングは、おそらくイベントの地平線はいくつかではないことを示唆しました 何も逃げることができないリターンのない明確なポイント ブラックホール。 たぶん「見かけの地平線」があって 一時的に情報を限定しました。 情報は保存されません ブラックホールの内部ではあるがその境界内：イベント 地平線。
柔らかい髪のブラックホール
ホーキングの最終論文は、その事前の洞察に基づいています。 ペリーとして 彼と3人目の共著者であるハーバード大学のアンドリュー・ストロミンジャーは、 その黒を結論付ける数学的な議論のギャップを見つけました 穴には毛がなかった。 彼らの新しい論文では、彼らは新しい ブラックホールのエントロピーを計算する方法。 彼らはあなたを示しています 光子のブラックホールのエントロピーを記録することができます（の粒子 光）イベントの地平線の周りを跳ねます。 それらの光子は 著者が吹き替えたブラックホールの周りの一種のハロー 「柔らかい髪。」 そして、その柔らかい髪はエントロピーを説明できます。
「ホーキングエントロピーが説明することはわかりません ブラックホールで投げることができるすべてのもの。」
ホーキングは、論文が発表される前に亡くなりました。 しかし、ペリーは言った 彼がその直前に同僚に電話したというBBCニュース-知らない ホーキングがどのように病気になったのか、そしてスピーカーを通して彼に 結論。 「私がそれを説明したとき、彼は単に巨大な 」とペリーは言った。
理論物理学者のコミュニティからの反応は これまでのところ、ガードはポジティブです。 「この論文は、 に基づいて天体物理学的ブラックホールのエントロピーを理解する イベントの地平線の対称性」、元学生マリカ・テイラー ホーキングとサザンプトン大学の物理学者の ガーディアン。 「著者はいくつかの自明でないものを作成する必要があります 仮定なので、次のステップはこれらを示すことです 仮定は有効です。」
著者は、これが完全な解決策ではないことを認めています ブラックホール情報のパラドックスですが、有用な洞察を提供します。 “私達 ホーキングエントロピーがあなたができるすべてを説明することを知らない おそらくブラックホールに投げる」とペリーはガーディアンに語り、 彼自身の付随するエッセイ、「私たちは解決していませんが 情報のパラドックス、私たちは道を開いたことを願っています 解決]。”
