Najpoznatiji astrofizičar na planeti tvrdi da je pojam horizont događaja, odakle ništa ne može da pobegne, nespojiv s kvantnom teorijom

LONDON - Drmaju se temelji astrofizike!
Da je bilo ko drugi napisao naučni rad u kojem tvrdi da crne rupe ne postoje, verovatno bi bio ismejan i proglašen šarlatanom (možda bismo mu se i mi u ovoj Kurirovoj rubrici nasmejali). Međutim, kad tako nešto napiše Stiven Hoking, profesor doktor astrofizike glavom i bradom, reakcije su sasvim drugačije.

Odbačen pojam

Hoking, jedan od osnivača savremene teorije o crnim rupama, u najnovijem radu odbacuje pojam horizont događaja, nevidljive sfere koja okružuje crnu rupu, iz koje ništa, pa čak ni sama svetlost ne može pobeći.

Umesto horizonta događaja, Hoking predlaže novi termin, prividni horizont, koji samo privremeno zadržava materiju i energiju, ali ih na kraju pušta (mada u distorziranoj formi).

- Nema bega iz crne rupe u klasičnoj teoriji. Kvantna teorija, međutim, omogućava energiji i informacijama da pobegnu iz crne rupe - rekao je Hoking časopisu Nejčer.

Ipak, puno objašnjenje ovog procesa zahtevalo bi, kako priznaje Hoking, teoriju koja uspešno objedinjuje gravitaciju s drugim fundamentalnim silama. Međutim, to je cilj koji je nedostižan za nauku već decenijama.

- Pravi tretman ovog problema ostaje misterija - zaključuje naučnik.

Tektonski poremećaji

Iako članak koji je napisao još nije prošao recepciju u naučnoj zajednici, nije nikakva misterija da će izazvati tektonske poremećaje u savremenoj astrofizici.

Inače, inspiracija za članak došla je Hokingu iz takozvanog paradoksa „fajervola“ crne rupe, koji muči fizičare već dve godine.

U ovom misaonom eksperimentu fizičari su se zapitali šta bi se desilo astronautu kad bi bio toliko malerozan da upadne u crnu rupu. Inače, horizonti događaja su matematički jednostavne konsekvence Ajnštajnove opšte teorije relativiteta, koje je Ajnštajnu prvi predočio nemački astrofizičar Karl Švarcšild (čitaoci Kurira imali su prilike da se upoznaju s njegovim konceptom loptaste munje i pogona za svemirske brodove nastalog na osnovu njega).

No, vratimo se misaonom eksperimentu. Fizičari su dugo smatrali da bi astronaut, nesvestan šta ga čeka, „propao“ kroz horizont događaja, a da bi ga zatim neverovatna sila uvukla unutra, rastežući ga poput špageta, da bi ga na kraju spljoštila u singularitet, hipotetičko beskrajno gusto jezgro crne rupe.

Promena situacije

Fizičar Džozef Polčinski pažljivo je analizirao ovu situaciju i shvatio da zakoni kvantne mehanike, koji vladaju česticama u subatomskim relacijama, potpuno menjaju okolnosti. Kvantna teorija diktira da čak i horizont događaja na kraju mora da se transformiše u visokoenergetsku regiju, ili pak „fajervol“, koji bi jednostavno spržio astronauta.

Vizija Polčinskog, koja prati pravila kvantne teorije, jeste napad na Ajnštajnovu opštu teoriju relativiteta. Prema toj teoriji, zakoni fizike su isti u celom svemiru za sve, pa čak i za onog ko upada u crnu rupu. Što se tiče Ajnštajna, horizont događaja je jedno sasvim obično mesto.

Na tom mestu uključio se Hoking, predlažući treću, krajnje jednostavnu opciju. Kvantna mehanika i opšta teorija relativiteta ostaju netaknute, ali zato crne rupe jednostavno nemaju horizont događaja. Ključna Hokingova tvrdnja je da kvantni efekti oko crne rupe uzrokuju isuviše jake fluktuacije prostora i vremena da bi površina s oštrom granicom (kakva je horizont događaja) uopšte mogla da postoji.

Prividni horizont

Umesto horizonta događaja, Hoking uvodi takozvani prividni horizont, površinu duž koje bi zraci svetlosti koji bi pokušali da „pobegnu“ od jezgra crne rupe bili „vezani“. U opštoj teoriji relativiteta, i ovo važi za crnu rupu koja se ne menja, ova dva horizonta su jedno te isto jer svetlost koja pokušava da pobegne iz unutrašnjosti crne rupe može da dospe samo do horizonta (jednog ili drugog, svejedno, dalje neće moći), gde će „šlajfovati“.

Međutim, dva horizonta počinju da se razlikuju kad crna rupa proguta još materije, pa se horizont događaja „napumpa“ i postane veći od prividnog horizonta.

Podsetimo, sedamdesetih godina prošlog veka Hoking je pokazao da crne rupe mogu polako da se smanjuju, emitujući usput takozvanu Hokingovu radijaciju. U ovom slučaju horizont događaja postao bi manji od prividnog horizonta. Iz ovog Hoking izvodi revolucionaran zaključak (koji čitaoci ovog teksta, bez sumnje, željno čekaju) - prividni horizont je prava granica! S druge strane, odsustvo horizonta događaja ne znači ništa drugo nego da crne rupe (u smislu da su večne tamnice svega, pa i svetlosti) ne postoje! Naime, prividni horizont, za razliku od horizonta događaja, ima svoj kraj i može da nestane vremenom. A kad nestane, sve što je crna rupa jednom „progutala“, može da izađe iz nje.

Mada, pretpostavljate, ne u baš sjajnom stanju.

Nedovoljno spljoštena materija
BEZ SINGULARITETA

Na kraju, ukoliko je Hoking u pravu, u centru onog što se sad naziva crnom rupom uopšte ne bi postojao singularitet. Umesto toga, materija bi samo privremeno bila zadržana iza prividnog horizonta i nikad ne bi bila do kraja spljoštena. Takođe, informacije ne bi bile uništene, već bi bile, recimo, „skremblovane“, i to toliko da, kad izađu iz crne rupe, nema šanse da bi mogli da prepoznamo šta je bio objekat koji je nekad ušao u nju. Bilo bi to nešto nalik rekonstrukciji zapaljene knjige iz pepela, i još gore od toga.

O crnim rupama

- 1964. novinarka En Iving prva je upotrebila termin crne rupe
- 1967. Džon Viler iskoristio je termin na predavanju, pa je njemu pripisan
- Prema dosadašnjim teorijama, crna rupa je naziv za objekat čije je gravitaciono polje toliko jako da nijedan oblik materije ili radijacije ne može da se otisne od nje
- Prema pojedinim teorijama, crne rupe su portali između dimenzija