Sebulan selepas Stephen Hawking dan rakan-rakannya menerbitkan sebuah makalah mengenai lubang hitam, ahli fizik masih berusaha untuk mencapai kata sepakat. Ada yang memuji karya terbarunya sebagai kaedah baru untuk menyelesaikan teka-teki lubang hitam; yang lain tidak yakin dengan kewibawaannya. Yang pertama menyokong dakwaan preprint bahawa ia memberikan cara yang menjanjikan untuk menyelesaikan misteri yang disebut paradoks maklumat lubang hitam yang disimpulkan oleh Hawking lebih dari 40 tahun yang lalu.
"Saya rasa ada kegembiraan umum bahawa kita dapat melihat perkara-perkara biasa dengan cara yang berbeza, kita akan memecahkan kebuntuan," kata Andrew Strominger, seorang ahli fizik di Harvard University di Cambridge, pengarang bersama salah satu karya terbaru. Strominger membentangkan hasil karyanya pada 18 Januari 2016 di University of Cambridge, tempat Hawking berpusat.
Ramai yang tidak yakin bahawa pendekatan ini dapat menyelesaikan masalah paradoks, walaupun mereka mengakui bahawa ia menerangi pelbagai masalah dalam fizik. Pada pertengahan tahun 70-an, Hawking mendapati bahawa lubang hitam tidak sepenuhnya hitam, tetapi memancarkan sedikit radiasi. Menurut fizik kuantum, dari fluktuasi kuantum tepat di luar cakrawala peristiwa - titik tidak ada kembali lubang hitam - sepasang zarah harus timbul. Sebilangan zarah ini meninggalkan graviti lubang hitam, tetapi membawa sebahagian jisimnya, mengakibatkan lubang hitam perlahan-lahan berkontraksi dan akhirnya hilang.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada tahun 1976, Hawking menunjukkan bahawa zarah-zarah yang melarikan diri - yang sekarang dikenali sebagai radiasi Hawking - akan mempunyai sifat rawak sepenuhnya. Akibatnya, apabila lubang hitam hilang, maklumat yang tersimpan di dalamnya akan hilang ke Alam Semesta. Tetapi hasil ini tidak sesuai dengan undang-undang fizik, yang mana maklumat, seperti tenaga, dipelihara, yang menimbulkan paradoks. "Karya ini menyebabkan lebih banyak tidur malam bagi ahli fizik teori daripada karya lain dalam sejarah," ingat Strominger.
Itu adalah satu kesalahan, jelasnya, untuk mengabaikan potensi ruang kosong untuk membawa maklumat. Dalam karyanya, bersama Hawking dan pengarang bersama ketiga Malcolm Perry, juga dari University of Cambridge, dia beralih ke zarah lembut. Ini adalah versi tenaga rendah dari foton, zarah hipotetikal yang dikenali sebagai graviton, dan zarah lain. Sehingga baru-baru ini, mereka digunakan untuk pengiraan dalam fizik zarah. Tetapi penulis mencatat bahawa vakum di mana lubang hitam terletak tidak harus tanpa zarah - hanya tenaga - dan oleh itu zarah lembut boleh hadir di dalamnya dalam keadaan tenaga sifar.
Semua yang jatuh ke dalam lubang hitam, mereka terus, meninggalkan jejak - kesan - pada zarah-zarah ini. "Sekiranya anda berada dalam keadaan hampa dan bernafas - anggaplah anda bernafas dengan banyak graviton lembut," kata Strominger. Selepas gangguan ini, kekosongan di sekitar lubang hitam berubah, dan maklumatnya disimpan pada akhirnya.
Makalah ini terus mencadangkan mekanisme untuk memindahkan maklumat ini ke dalam lubang hitam - yang secara teorinya menyelesaikan paradoks. Untuk melakukan ini, penulis mengira cara menyahkod data dalam deskripsi kuantum cakrawala peristiwa, yang dikenal sebagai "rambut lubang hitam."
Video promosi:
Peralihan yang sukar
Walaupun begitu, kerja itu masih belum selesai. Abhay Ashtekara, yang belajar graviti di University of Pennsylvania di University Park, mengatakan bahawa dia mendapati cara penulis menyebarkan maklumat ke dalam lubang hitam ("rambut lembut") tidak meyakinkan. Dan penulis mengakui bahawa mereka belum mengetahui bagaimana maklumat ini kemudiannya dapat disebarkan dengan radiasi Hawking, dan ini adalah langkah seterusnya yang perlu.
Stephen Avery, seorang ahli fizik teori di Brown University di Providence, Rhode Island, skeptis mengenai kemungkinan pendekatan ini menyelesaikan paradoks, tetapi dia pasti percaya bahawa ia akan memperluas makna zarah lembut. Dia menyatakan bahawa Strominger mendapati bahawa zarah-zarah lembut mengungkapkan simetri halus dari kekuatan alam yang diketahui, "ada di antaranya yang diketahui oleh kita dan ada yang baru."
Ahli fizik lain lebih optimis mengenai prospek kaedah ini dalam menyelesaikan paradoks maklumat. Sabine Hossenfelder dari Institut Kajian Lanjutan di Jerman mengatakan hasil dari "rambut lembut", ditambah dengan penyelidikannya sendiri, dapat menyelesaikan kontroversi seputar lubang hitam seperti masalah firewall. Anda lihat, ada persoalan apakah cakrawala peristiwa menjadi sangat panas disebabkan oleh radiasi Hawking. Ini bertentangan dengan relativiti umum Einstein, menurut seorang pemerhati yang jatuh ke cakrawala tidak akan melihat perubahan persekitaran secara tiba-tiba.
"Jika vakum memiliki keadaan yang berbeda," kata Hossenfelder, "maka Anda dapat mengirimkan informasi ke dalam radiasi tanpa meletakkan tenaga di cakrawala. Oleh itu, tidak akan ada firewall."