Новый мысленный эксперимент показывает, как мы можем получить информацию из черной дыры

Черные дыры1

Горизонт событий черной дыры долгое время считался краем познаваемой вселенной. Черные дыры - это маленькие карманы пространства, в которые информация может войти, но никогда не покинуть ее. Мы можем узнать о черных дырах косвенно, глядя на их влияние на объекты, не являющиеся черными дырами, вокруг них или на экстремальные искажения в пространстве непосредственно за горизонтом событий, но прямое измерение традиционно считалось невозможным. Теперь исследователи придумали очень, очень гипотетический эксперимент, который показывает, что в принципе мы могли бы все-таки заглянуть в черную дыру.

Идея основана на механизме излучения Хокинга, в котором половина пары частица-античастица действительно может покинуть черную дыру. Считается, что это происходит потому, что в условиях интенсивной гравитации за пределами горизонта событий черной дыры пары виртуальных частиц могут быть «превращены» в пары реальных, физических. По сути, вероятностные возможности для местоположения частиц становятся конкретной реальностью благодаря энергии, поступающей от черной дыры. Это очень важно - энергия этих новых пар частиц равна из сама черная дыра, и их создание теоретически уменьшает массу черной дыры на некоторую бесконечно малую величину. Вот почему излучение Хокинга иногда называют процессом, при котором черные дыры «испаряются» и в конечном итоге умирают в результате медленного, медленного, медленный потеря массы.

черная дыра эксперимент 2Подавляющее большинство этих пар материя-антивещество немедленно аннигилируют друг друга, но небольшая часть будет иметь именно то расположение и направление, которые необходимо развести, прежде чем это может произойти. Одна частица направляется внутрь, чтобы быть поглощенной черной дырой, а другая частица уходит - там, где мы могли бы ее наблюдать. Эти наблюдения маловероятны с помощью телескопов из-за крайней слабости и низкой частоты таких излучений, но в принципе математика предполагает, что они должны быть там. Некоторые лабораторные эксперименты утверждали, что подтверждают существование излучения Хокинга, но пока нет никаких доказательств, широко принятых в этой области.



Новая идея для археологии черных дыр, опубликовано на этой неделе в базе данных открытых исследований Arxiv, основывается на одном важном дополнительном факте: эти пары частица-античастица, даже те, которые разошлись в столь совершенно разных судьбах, должны быть запутаны. Запутанность, вероятно, является наиболее важной частью квантовой физики, о которой писатели-фантасты мечтают: определенные пары частиц могут быть созданы или ими можно управлять так, чтобы их физические состояния были связаны на неограниченном физическом расстоянии и с нулевой реальной передачей информации. Это означает, что две запутанные частицы могут мгновенно влиять друг на друга, без необходимости в сигнале, который пересекает расстояние между ними с «неразрывной» скоростью света. Их общение, если общение является даже правильным словом для того, что происходит между ними, не может быть перехвачено, потому что оно, по сути, вообще никуда не распространяется.

Исполнитель

Художественный образ черной дыры

Это сразу интересное свойство в контексте черной дыры, поскольку вся проблема с их изучением состоит в том, что мы не можем получить информацию, но запутанность, похоже, не предполагает передачи какой-либо информации. Итак, если у нас есть две запутанные частицы, одна в черной дыре, а другая вне, то у нас есть возможность узнать о черной дыре.

ЦЕРН антивещество

Физики в ЦЕРНе и других местах работают над изучением антивещества, аннигиляции и запутывания.

Но все становится немного сложнее. Видите ли, простое обнаружение этой ускользнувшей частицы подтвердило бы существование излучения Хокинга в целом, но не скажет нам ничего реального о черной дыре, которая ее создала. Для этого, по словам исследователей, нам нужно сделать еще три вещи: измерить общее «состояние вращения» самой черной дыры, сбросить в нее предварительно измеренный фотон и, наконец, снова измерить черную дыру. Известное воздействие добавленного нами фотона должно быть отражено в состоянии ускользнувшей частицы, поскольку ее сцепление с черной дырой через захваченную частицу-партнер не требует света или какой-либо другой информации о форме, чтобы фактически покинуть черную дыру в любой точке.

Знаешь, может быть.

Чрезвычайно гипотетический характер этой статьи означает, что основная точка зрения нефизиков очень общая: запутанность - это странно, черные дыры - странные, а взаимодействие между ними еще более странное. Более того, тот факт, что мы должны представить себе такие диковинные экспериментальные процедуры только для того, чтобы представить какой-то способ узнать о внутренних условиях черной дыры, должен прояснить, насколько на самом деле мощны эти сингулярности. Ученые еще могут придумать способ узнать о внутренней части черной дыры, но если они это сделают, это будет поистине монументальное достижение.

Copyright © Все права защищены | 2007es.com