V černých děrách možná nemizí informace o pohlcených objektech
Černé díry jsou velmi komplikované vesmírné útvary. Jejich jednodušší nekvantové modely však obsahují některé paradoxy. Jedním z nich je předpoklad, že s rozdrcením pohlcených hmotných objektů pod tzv. horizontem událostí černé díry mizí i informace, v těchto objektech uložená. Nová studie, založená na kvantové fyzice, však ukazuje, že tomu tak být ve skutečnosti nemusí - informace se v černé díře možná neztrácejí.
Všechno záleží na tom, do jaké hloubky studujeme strukturu černé díry a procesy, které v ní a v jejím okolí probíhají. Pokud by se informace o struktuře či o uspořádání hmoty na nějaké základní úrovni v černé díře zachovávala, bylo by teoreticky možné tuto informaci opět někdy dostat z černé díry ven, například při procesu tzv. Hawkingova kvantového vyzařování černé díry. Zde je nutno podtrhnout, že modely kvantové teorie jsou obecně spojeny se zachováváním informace během odpovídajících procesů.
Tato otázka zaměstnává fyziky již téměř 40 let. Nejnověji se ji snaží zodpovědět studie, kterou napsali Anshul Saini a Dejan Stojkovic z americké univerzity v Buffalu. Zabývá se vlastnostmi záření, které vydává gravitačně kolabující objekt - tedy zárodek černé díry. Právě vlastnosti tohoto záření zřejmě obsahují odpověď na otázku, co se děje s informací objektů, které padají pod horizont událostí. Toto záření totiž není libovolné, ale obsahuje zvláštní a přesné korelace mezi vyzařovanými fotony, které souvisejí s předchozí vzájemnou interakcí hmotných částic. Nejdříve jsou tyto korelace malé, ale s postupem času se zvětšují, až jsou nakonec tak velké, že se stávají podstatnými. Při rozdrcení hmotných objektů tedy dojde k jakémusi přetavení či přeložení původní informace o struktuře hmoty do struktury vyzařovaných fotonů. Předností nové práce obou fyziků je detailní matematický popis toho, co se v tomto případě na kvantové úrovni děje.
Jiná věc ovšem je, jak jsme schopni takto přetavenou informaci našimi prostředky “přečíst”, což bude v praxi samozřejmě velmi obtížné. Nikdy asi nedosáhneme 100% úspěšnosti v jejím přečtení, natož abychom byli podle prostřednictvím fotonů vyzářené informace schopni snadno zrekonstruovat původní podobu hmoty pohlcené černou dírou. Výsledky podobných úvah jsou tedy šalamounské - černá díra sice informaci neničí, ale transformuje ji do podoby, kterou (alespoň zatím) neumíme dešifrovat. Není také vyloučeno, že část informace zůstane navždy uvězněna uvnitř černé díry, ve formě kvantově-gravitačního uspořádání prostoročasu.
Zdroje: Physical Review Letters, Phys.Org, ScienceDaily, Physics-Astronomy, Learning Mind
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Kdo jste vy? Klára, nebo učitel?
Tereza Kostková, moderátorka ČRo Dvojka
Jak Klára obrátila všechno vzhůru nohama
Knížka režiséra a herce Jakuba Nvoty v překladu Terezy Kostkové předkládá malým i velkým čtenářům dialogy malé Kláry a učitele o světě, který se dá vnímat docela jinak, než jak se píše v učebnicích.
