Спагетти или шашлык? Во что бы вы предпочли превратиться, если бы вас угораздило, упаси Господь, провалиться в черную дыру? Вопрос, разумеется, чисто теоретический. Но ведет он на арену жарких споров мировой науки.

Судите сами. Одни физики считают, что подлет к черной дыре будет проходить спокойно и без особых происшествий. Вы даже не заметите, как пролетите горизонт событий — границу черной дыры, за которой сила притяжения настолько велика, что вырваться оттуда уже невозможно, даже двигаясь со скоростью света. Чем глубже вы будете падать в черную дыру, тем сильнее воздействие гравитации. И если вы летите ногами вперед, то ноги будут вытягиваться все дальше от головы — в результате чего вы превратитесь в длиннющую макаронину. Нравится?

Другой возможный сценарий быстрее и гуманнее: никакого падения в черноту. За горизонтом событий вас встретит стена огня, за которой заканчиваются и пространство, и время. Вы просто сгорите.

В общем, дилемма: умереть сразу или помучиться? К счастью, нам не придется делать выбор. До ближайшей черной дыры добраться все равно не светит — она находится на расстоянии тысяч световых лет от Земли. Но этот незначительный факт не мешает ученым со всего мира спорить о том, какой из описанных выше смертельных сценариев ближе к истине. Потому что, по их словам, на карту поставлено слишком многое. Как говорит физик-теоретик Стив Гиддингс из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, речь идет о кризисе в мировой физике, о «конфликте между фундаментальными основами» — теорией относительности и квантовой механикой.

Общую теорию относительности сформулировал Альберт Эйнштейн. Она объясняет гигантские механизмы: устройство Вселенной, орбиту планет, взаимодействие галактик. А квантовая механика изучает законы микрокосмоса — мир элементарных частиц, электронов и фотонов. Обе теории успешно описывают природные явления в своих сферах. Но когда речь заходит о черных дырах, в которых бесконечно сжимается масса, то в обеих теориях возникают вопиющие противоречия.

Этот конфликт расшатывает основы того, что не ставилось под сомнение. И поэтому он так опасен. Какое бы из описаний черных дыр ни победило, одна из «фундаментальных основ физики» понесет ущерб, окажется неполноценной, и ее придется пересмотреть. Но у каждой теории — свои фанаты. И они защищают их все новыми идеями и математическими выкладками. Чуть ли не каждую неделю возникают новые теории о том, как можно решить этот фундаментальный (хотя и чисто умозрительный) спор.

Корни конфликта уходят в 1970-е годы. Его спровоцировал Стивен Хокинг, тогда еще малоизвестный физик из британского Кембриджа. Применив законы квантовой механики к черным дырам, он пришел к неожиданному выводу: черные дыры — не совсем черные. Они излучают слабую, едва поддающуюся измерению энергию. В результате черная дыра постепенно теряет в массе и под конец просто испаряется. Правда, на это уходит целая вечность: черная дыра массой с наше Солнце исчезнет только через 1066 (это единица с 66 нулями) лет — для описания такого числа пока даже нет слова. Для сравнения: наша Вселенная существует всего четырнадцать миллиардов лет (это примерно 1010).

Так в чем же проблема? Откуда взялся этот спор? Концепция Хокинга никак не противоречит теории относительности. В полном соответствии с ее законами пространство вблизи горизонта событий выглядит точно так же, как в любом другом месте Вселенной. Иначе говоря, верен первый сценарий: пролетев точку невозврата и ничего не заметив, человек вытянется в макаронину.

Но модель Хокинга нарушает основной закон квантовой механики о сохранении информации: зная, как заканчивается тот или иной процесс, можно восстановить его исходное состояние — по меньшей мере, в общих чертах. В квантовой механике это столь же непреложный постулат, как принцип сохранения энергии в классической физике.

Хокинг же предполагал, что вместе с испарением черной дыры исчезнет и вся информация обо всех объектах, когда-либо проглоченных ею. Просто потому, что названное в честь Хокинга излучение не передает информацию о том, что происходит внутри черной дыры.Читать дальше >>>