Régóta foglalkoztatja már a tudósokat az úgynevezett információs paradoxon, ami a modern fizika egyik kulcsfontosságú problémájának középpontjában áll. Tény ugyanis, hogy a fizikusok nem tudják összeegyeztetni az általános relativitáselméletet és a kvantummechanikát. És mindez a fekete lyukaknak köszönhető.
Ahogy az IFLScience is fogalmaz: a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet is az emberi gondolkodás csúcsát jelképezik. A kettő azonban hiába használható külön-külön az univerzum működésének megértésére, bizonyos extrém események vagy objektumok esetében nem érvényesek. A fekete lyukakhoz kapcsolódó információs paradoxon az egyik ilyen.
EHT Collaboration / Ian Stephens / George Wong
Amit a témával kapcsolatban mindenképpen érdemes tudni, hogy mind a klasszikus, mind pedig a kvantumfizikában a rendszer tulajdonságaira vonatkozó információk lehetővé teszik a múltbeli és a jövőbeli állapot meghatározását. A fekete lyukak esetében azonban ez nincs így.
Stephen Hawking az 1970-es években jött rá arra, hogy amikor a fekete lyukak nem táplálkoznak, akkor energiát veszítenek. Ezt a veszteséget az úgynevezett Hawking-sugárzás okozza. A fenti problémát a fekete lyukakra vetítve mindez azt jelenti, hogy a Hawking-sugárzásnak nincs múltja, a fekete lyukba zuhanó anyagnak pedig nincs jövője. Ha ez valóban így van, akkor az óriási probléma a fizika számára, mert a kvantummechanika törvényei szerint a folyamatok megfordíthatók. A fekete lyukak tulajdonságai azonban azt mutatják, hogy ha az információ bezuhan a fekete lyukba, a többé nem tér vissza onnan.
A Hawking-sugárzás ezt részben feloldja, mert a sugárzással mégiscsak kikerül némi anyag onnan, ám az anyagot alkotó részecskék rendezetlenek, vagyis abból nem rekonstruálható a bezuhant anyag. A fizikusoknak ezért komoly fejtörést okoz a kérdés, hogy vajon milyen formában távozik a fekete lyukból az információ.
Az IFLScience szerint a tudósok hajlanak arra, hogy a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet továbbra is összehangolható, és az egész univerzumot képesek lehetnek leírni – beleértve a fekete lyukakat is. Ebben az esetben nem lenne szükség arra, hogy új fizikát találjanak ki a tudósok, ami bár kissé kiábrándító elgondolás, valójában nagyon is praktikus. Más kérdés, hogy a dolog legbosszantóbb része, hogy a válasz valójában ott van a szemünk előtt, ám a fekete lyuk gravitációja miatt nem láthatjuk.
Hogy egyszer sikerül-e megoldani az információs paradoxont, egyelőre nem tudni. Az viszont egészen biztos, hogy ha aki megfejti a problémát, az nemcsak Nobel-díjat fog kapni, de neki köszönhetően rendkívül izgalmas korszaka kezdődhet mind az űrkutatásnak, mind az űrutazásnak.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
