Stephen Hawking: ไม่มีหลุมดำ

รูปภาพที่มีคำอธิบายประกอบนี้ระบุคุณลักษณะหลายอย่างในการจำลอง รวมถึงขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ (เครดิตรูปภาพ: Goddard Space Flight Center ของ NASA/J. Schnittman, J. Krolik (JHU) และ S. Noble (RIT))

ในการอ่านบทความใหม่โดย Stephen Hawking ที่ปรากฏทางออนไลน์ในสัปดาห์นี้ คุณคงได้รับการอภัยเมื่อคิดว่านักฟิสิกส์ชาวอังกฤษชื่อดังระดับโลกกำลังหลอกเราอยู่ ผลงานที่ไม่ได้ตีพิมพ์ของ Hawking — ชื่อ ' การเก็บรักษาข้อมูลและการพยากรณ์อากาศสำหรับหลุมดำ ' และอัปโหลดไปยังบริการ preprint ของ arXiv - ประกาศว่า ' ไม่มีหลุมดำ . '

บทวิเคราะห์: Hawking: Great Scientist, Bad Gambler

โปรดจำไว้ว่าทฤษฎีพื้นฐานของการระเหยของหลุมดำของฮอว์คิงปฏิวัติความเข้าใจของเราว่าพฤติกรรมโน้มถ่วงไม่ได้เป็นอมตะ ผ่านมุมแหลมของควอนตัมพวกมันรั่วอนุภาค (และมวล) ผ่าน 'รังสีฮอว์คิง' เมื่อเวลาผ่านไป ยิ่งไปกว่านั้น นักดาราศาสตร์กำลังค้นหาวิธีใหม่ๆ และน่าตื่นเต้นในการตรวจจับหลุมดำ พวกเขายังทำงานบนเครือข่ายอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ที่อาจจะเร็ว ๆ นี้ สามารถถ่ายภาพขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำได้โดยตรง !

ศาสตราจารย์สตีเฟน ฮอว์คิงพูดถึง 'ทำไมเราควรไปอวกาศ' ในการบรรยายของ NASA เมื่อวันที่ 21 เมษายน 2008(เครดิตรูปภาพ: NASA/Paul Alers)

ฮอว์คิงเปลี่ยนใจแล้วหรือ? หลุมดำเป็นเพียงส่วนหนึ่งของจินตนาการของเราหรือไม่? ทฤษฎีข้อเหวี่ยงทั้งหมดเกี่ยวกับทฤษฎี 'ทางเลือก' ของจักรวาลจริงหรือไม่!

โชคดีที่ไม่

สตีเฟน ฮอว์คิงไม่ได้เปลี่ยนความคิดของเขาเกี่ยวกับหลุมดำทั้งหมด แต่เขาได้โยนความขัดแย้งทางฟิสิกส์ที่ซับซ้อนเข้าไปในไฟแก็ซ ซึ่งเป็นสิ่งที่กัดกินหัวใจของฟิสิกส์เชิงทฤษฎีในช่วง 18 เดือนที่ผ่านมา

หลุมดำเป็นบริเวณแปลก ๆ ที่แรงโน้มถ่วงแรงพอที่จะทำให้แสงโค้งงอ บิดเบี้ยว และเวลา [ ดูว่าหลุมดำทำงานอย่างไรในอินโฟกราฟิก guesswhozoo.com นี้ ](เครดิตรูปภาพ: Karl Tate ผู้สนับสนุน guesswhozoo.com)

แบล็คโฮลไฟท์คลับ

ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดความขัดแย้งระหว่างแนวคิดพื้นฐานสองประการในฟิสิกส์ที่ควบคุมโครงสร้างของจักรวาลของเรา การปะทะกันของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์และพลวัตของควอนตัม และมันก็เกิดขึ้นที่สภาพแวดล้อมสุดขั้วในและรอบ ๆ หลุมดำทำให้เป็น 'ไฟต์คลับ' ที่สมบูรณ์แบบสำหรับทั้งสองทฤษฎีที่จะนำมันออกมา แต่กฎข้อแรกของสโมสรต่อสู้หลุมดำคืออะไร? อย่าพูดเกี่ยวกับไฟร์วอลล์ เกรงว่าคุณจะโดนดูดเข้าไปในการโต้เถียงกับนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

วิดีโอ: Hawking: เราต้องออกจากโลก

ที่การบรรยายของสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ในเดือนเมษายน 2013 , ฮอว์คิงและนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มีชื่อเสียงคนอื่นๆ ได้มีโอกาสอธิบายปัญหาที่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น Kip Thorne ของ Caltech อธิบายความขัดแย้งของไฟร์วอลล์ว่าเป็น 'ปัญหาการเผาไหม้ในฟิสิกส์เชิงทฤษฎี'

พื้นฐานของปัญหาการเผาไหม้นี้คือสิ่งที่ทำให้หลุมดำกลายเป็นสีดำ — the ขอบฟ้าเหตุการณ์ . ในรูปแบบพื้นฐานที่สุด ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำคือจุดที่แม้แต่แสงก็ไม่สามารถหนีจากเงื้อมมือโน้มถ่วงของภาวะเอกฐานของหลุมดำมวลมหาศาลได้ หากแสงไม่สามารถหลบหนีได้ ก็มีเหตุผลที่จะปรากฎเป็นทรงกลมสีดำในอวกาศ มันเป็นถนนทางเดียวในจักรวาล: ทุกอย่างเข้าไปไม่มีอะไรออกมา

นักบินอวกาศผู้โชคร้าย

ในจักรวาลสัมพัทธภาพทั่วไป สำหรับนักบินอวกาศผู้โชคร้ายที่ตกลงสู่หลุมดำ เขาหรือเธอจะไม่สังเกตเห็นสิ่งเลวร้ายขณะเดินทางข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ มันจะเป็นเหตุการณ์ที่ค่อนข้างสงบไม่มีดราม่า John Preskill นักฟิสิกส์ของ Caltech กล่าวที่งาน 2013 Caltech ว่า 'ถึงแม้คุณจะถึงวาระแล้ว และคุณจะพบกับแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงมากซึ่งจะดึงคุณออกจากกัน' [ หลุมดำที่แปลกประหลาดที่สุดในจักรวาล ]

อย่างไรก็ตาม จักรวาลควอนตัมขัดแย้งกับแนวคิดขอบฟ้าเหตุการณ์ 'ไม่มีละคร' ตามที่คาดการณ์โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

ในปี 2012 กลุ่มนักฟิสิกส์ที่นำโดย Joseph Polchinski จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียในซานตาบาร์บาราได้เปิดเผยว่าหากหลุมดำไม่ทำลายข้อมูลอย่างแท้จริง ซึ่งเป็นจุดยืนที่ Hawking เองสนับสนุนอย่างไม่เต็มใจ และข้อมูลดังกล่าวสามารถหลบหนีจากหลุมดำได้ รังสีฮอว์คิง จะต้องมีนรกที่โหมกระหน่ำอยู่ภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ที่พวกเขาขนานนามว่า 'ไฟร์วอลล์'

ในกรณีนี้ แทนที่จะตกอยู่ในขอบฟ้าของเหตุการณ์ 'ไม่มีละคร' นักบินอวกาศที่โชคร้ายของเรากลับถูกไฟเผาจนแหลกสลายก่อนจะแหลกสลายด้วยแรงเฉือนจากคลื่นยักษ์ นี่เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับ 'ไม่มีละคร' และดังนั้นจึงเป็นความขัดแย้ง

การวิเคราะห์: ความตายโดยการเผาไหม้ของไฟร์วอลล์ Black Hole มันจะเป็น

ความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดระหว่างสิ่งที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายกับสิ่งที่พลวัตของควอนตัมทำนาย ซึ่งเป็นสองสาขาวิชาที่เป็นที่ยอมรับอย่างมากในวิชาฟิสิกส์ เป็นสิ่งที่นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีพยายามทำความเข้าใจ นี่ดูเหมือนจะเป็น เป็นอีกสถานการณ์หนึ่งที่แรงโน้มถ่วงและพลวัตของควอนตัมเล่นได้ไม่ดี วิธีแก้ปัญหาที่อาจเปลี่ยนวิธีที่เรามองจักรวาล

ดังนั้น เมื่อฮอว์คิง หนึ่งในผู้เล่นหลักในการอภิปรายเรื่องไฟร์วอลล์ที่ยิ่งใหญ่ เขียนบทความสั้น ๆ ในหัวข้อนี้ (ไม่ว่าจะตีพิมพ์หรือไม่ก็ตาม) โลกก็รับทราบ

วิธีแก้ปัญหาของ Hawking ต่อความขัดแย้งจะลบขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ดังนั้นจึงลบความขัดแย้ง ไม่มีขอบฟ้าเหตุการณ์ ไม่มีไฟร์วอลล์ แต่เราได้รับการบอกว่าหลุมดำทั้งหมดมีขอบฟ้าเหตุการณ์ - เส้นที่คุณไม่สามารถข้ามหรือสูญหายไปตลอดกาลในหลุมดำ - ให้อะไร [ No Escape: หลุมดำทำงานอย่างไร (อินโฟกราฟิก) ]

ฮอว์คิงคิดว่าแนวคิดเบื้องหลังขอบฟ้าเหตุการณ์จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขใหม่ แทนที่จะเป็นขอบฟ้าเหตุการณ์ที่เป็นเส้นที่แน่นอนเกินกว่าที่แสงจะหลบหนีไม่ได้ ฮอว์คิงเรียก 'ขอบฟ้าที่ชัดเจน' ที่เปลี่ยนรูปร่างตามความผันผวนของควอนตัมภายในหลุมดำ ซึ่งเกือบจะเหมือนกับ 'พื้นที่สีเทา' สำหรับฟิสิกส์สุดขั้ว ขอบฟ้าที่ชัดเจนจะไม่ละเมิดทั้งทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหรือพลวัตของควอนตัมหากบริเวณที่อยู่เหนือขอบฟ้าที่มองเห็นนั้นเป็นข้อมูลที่ยุ่งเหยิงและยุ่งเหยิง

ข่าว: การเชื่อมต่อที่น่ากลัว: รูหนอนและโลกควอนตัม

'เช่นการพยากรณ์อากาศบนโลก ข้อมูลจะหายไปอย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าจะไม่สูญเสียความสามัคคีก็ตาม' ฮอว์คิงเขียน โดยพื้นฐานแล้วหมายความว่าแม้ว่าข้อมูลสามารถหลบหนีจากหลุมดำได้ แต่ลักษณะที่ยุ่งเหยิงของมันทำให้แน่ใจได้ว่าไม่สามารถตีความได้ หลีกเลี่ยงความขัดแย้งของไฟร์วอลล์ทั้งหมดเข้าด้วยกัน

จำเป็นต้องพูด บทความนี้ทำเพียงเล็กน้อยเพื่อโน้มน้าวใจ Polchinski 'ดูเหมือนว่า (Hawking) กำลังแทนที่ไฟร์วอลล์ด้วย Chaos-wall ซึ่งอาจเป็นสิ่งเดียวกัน' เขาบอกนักวิทยาศาสตร์ใหม่ .

การอภิปรายเชิงทฤษฎีส่วนใหญ่เข้าใจยากและเป็นผลจากการคำนวณเหตุการณ์ทางกายภาพที่เราไม่สามารถสัมผัสได้ในชีวิตประจำวันของเรา แต่อย่าเข้าใจผิดว่าการโต้วาทีนี้เป็นเพียงข้อโต้แย้งในชุมชนฟิสิกส์เชิงทฤษฎีเท่านั้น รากฐานของมันมีรากฐานมาจากความรู้สึกไม่สบายที่เพิ่มขึ้นซึ่งเรารู้สึกว่าไม่ตรงกันของสัมพัทธภาพทั่วไปและพลวัตของควอนตัม (โดยเฉพาะบทบาทของแรงโน้มถ่วงในโลกควอนตัม) ซึ่งเป็นปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับจักรวาล

ท้ายที่สุดแล้ว ปัญหาทางวิทยาศาสตร์เหล่านี้คือสิ่งที่เราสร้างเครื่องเร่งอนุภาคมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์

แหล่งที่มา: ข่าวธรรมชาติ

บทความนี้จัดทำโดย ข่าวการค้นพบ .