Черные дыры. Лекции BBC

В настоящее время я работаю в Кембридже с моими коллегами Малколмом Перри и Эндрю Стромингером из Гарварда над новой теорией, в основе которой лежит математическая модель, называемая супертрансляцией. Мы хотим разработать механизм возвращения информации из черной дыры. Согласно нашей теории, информация кодируется на горизонте событий черной дыры. Нужно просто посмотреть внимательнее в нужное место!

Д. Ш.: С тех пор как были записаны эти лекции, профессор Хокинг и его коллеги опубликовали статью, где приводится пример математических расчетов, показывающих, как информация может быть сохранена на горизонте событий черной дыры. Их теория основана на преобразовании информации в двумерную проекцию в результате процедуры супертрансляции[20]

. Статья, названная «Мягкие волосы черной дыры», позволяет познакомиться с эзотерическим характером этой области, который в полной мере иллюстрирует аннотация, приведенная в конце этой лекции. Там же рассказано о проблемах, с которыми сталкиваются ученые, пытаясь объяснить этот математический феномен.

Что все вышенаписанное может сказать нам о возможности нырнуть в черную дыру и вынырнуть в другой вселенной? Существование параллельных историй – с черными дырами и без них – свидетельствует, что такое в принципе возможно. Черная дыра должна быть большой, и если она вращается, то может препроводить нас в другой мир. Однако нельзя будет вернуться обратно. И хоть я и увлечен идеей передвижения в космическом пространстве таким образом, я не собираюсь ее испытывать.

Д. Ш.: Если черная дыра вращается, то ее внутренняя часть не содержит сингулярности в общепринятом смысле этого слова, то есть точки с бесконечной плотностью. Вместо этого там может быть сингулярность в виде кольца, что дает повод порассуждать не только на тему крушения в центр черной дыры, но и о возможности пронырнуть сквозь нее. То есть возможности навсегда покинуть ту Вселенную, которую мы так хорошо знаем. Стивен Хокинг заключает свое выступление смелой мыслью: нечто может оказаться по ту сторону черной дыры.

В этой лекции я хотел донести до вас, что черные дыры совсем не так черны, как их малюют. Они отнюдь не вечная тюрьма, как однажды представляли. Объекты могут покидать черную дыру и возвращаться в нашу Вселенную или, быть может, попадать в другую. А потому если вы почувствуете, что оказались в черной дыре, не паникуйте: выход есть!

Мягкие волосы черной дыры[21]

Стивен У. Хокинг, Малколм Дж. Перри[22], Эндрю Стромингер[23]

Аннотация

Как недавно было показано, существование BMS-симметрий супертрансляции предполагает бесконечное число законов сохранения для всех гравитационных теорий в асимптотически плоских пространствах[24]. Эти законы сохранения требуют, чтобы черные дыры содержали большое количество «мягких», то есть обладающих нулевой энергией, супертрансляционных волос[25]. Присутствие поля Максвелла также подразумевает наличие «мягких» электрических волос; данная статья дает подробное описание этого понятия в терминах «мягких» гравитонов или фотонов на горизонте событий черной дыры. Мы показываем, что полная информация о квантовом состоянии черной дыры хранится в виде проекции на будущем горизонте этой черной дыры. Закон сохранения заряда используется для того, чтобы составить бесконечное количество точных связей между продуктами испарения черных дыр, которые обладают различными «мягкими» волосами, а в остальном идентичны. В предлагаемой работе также утверждается, что «мягкие» волосы, которые являются локализованными в пространстве на масштабах, меньше планковских, не могут быть усилены до физически реализуемого процесса. Как результат, эффективное количество «мягких» степеней свободы пропорционально площади горизонта событий в планковских единицах.