Πώς προκύπτει το λεγόμενο παράδοξο της πληροφορίας
Έφυγε από τη ζωή τον περασμένο Μάρτιο, αφήνοντας πίσω του δυσαναπλήρωτο κενό στον χώρο των επιστημών. Οι συνεργάτες του Στίβεν Χόκινγκ έδωσαν στη δημοσιότητα, μετά τον θάνατό του, την τελευταία του επιστημονική εργασία, σχετικά με τις μαύρες τρύπες και το «παράδοξο της πληροφορίας».
Η μελέτη είναι μια ακόμη προσπάθεια να κατανοηθεί τι συμβαίνει στην πληροφορία, όταν ένα αντικείμενο πέφτει μέσα σε μια μαύρη τρύπα. Δεν δίνει μια οριστική απάντηση, αλλά ανοίγει τον δρόμο προς αυτή την κατεύθυνση. Η εργασία, που είχε τελειώσει λίγες μέρες πριν το θάνατο του διάσημου Βρετανού φυσικομαθηματικού και κοσμολόγου φέτος τον Μάρτιο, δημοσιεύθηκε online από συναδέλφους του των πανεπιστημίων Κέιμπριτζ και Χάρβαρντ.
Το «παράδοξο της πληροφορίας», που ανακάλυψε ο Χόκινγκ πριν 43 χρόνια, βρέθηκε στο επίκεντρο της ζωής και της σκέψης του έκτοτε, όπως μεταδίδει το Αθηναϊκό Πρακτορείο Ειδήσεων επικαλούμενο δηλώσεις του καθηγητή θεωρητικής φυσικής του Κέιμπριτζ Μάλκολμ Πέρι στην εφημερίδα «Guardian». Ο Πέρι συνυπογράφει το κύκνειο άσμα του εμβληματικού επιστήμονα, που είχε καθηλωθεί σε αναπηρικό αμαξίδιο και μιλούσε με ηλεκτρονική φωνή λόγω σοβαρής ασθένειας.
Το λεγόμενο «παράδοξο της πληροφορίας» προκύπτει από το ότι, σύμφωνα με τον Χόκινγκ, οι μαύρες τρύπες έχουν θερμότητα και παράγουν θερμική ακτινοβολία (γνωστή πλέον ως «ακτινοβολία Χόκινγκ»). Επειδή όλα τα θερμά αντικείμενα στη φύση σταδιακά χάνουν αυτή τη θερμότητα στο διάστημα (λόγω της εντροπίας), η ύστατη μοίρα μιας μαύρης τρύπας θεωρητικά θα είναι η εξάτμισή της. Όμως, σύμφωνα με την κβαντομηχανική, οι πληροφορίες ποτέ δεν χάνονται, οπότε τι άραγε συμβαίνει με τις πληροφορίες που περιέχονται σε ένα αντικείμενο, όταν αυτό απορροφάται βαρυτικά από μια μαύρη τρύπα;
Όπως είπε ο Πέρι, «η δυσκολία έγκειται στο ότι αν ρίξει κανείς κάτι μέσα σε μια μαύρη τρύπα, αυτό δείχνει να εξαφανίζεται. Όμως, πώς θα μπορούσε οι πληροφορίες σε αυτό το αντικείμενο να ανακτηθούν κάποτε, αν η ίδια η μαύρη τρύπα στη συνέχεια εξαφανιστεί;»
Στην τελευταία εργασία τους οι Χόκινκ, Πέρι, Σάσα Χάκο και Άντριου Στρόμινγκερ δείχνουν ότι η εντροπία μιας μαύρης τρύπας (άρα και η πληροφορία) μπορεί να καταγραφεί από τα φωτόνια που περιβάλλουν τον «ορίζοντα γεγονότων» της μελανής οπής, δηλαδή το σύνορο πέρα από το οποίο το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει λόγω της τεράστιας βαρυτικής έλξης που ασκεί η μαύρη τρύπα. Αυτά τα φωτόνια-καταγραφείς της πληροφορίας αποκαλούνται μεταφορικά «απαλές τρίχες» («soft hairs»).
Από την άλλη, σύμφωνα με τον Πέρι, «δεν ξέρουμε αν η εντροπία Χόκινγκ περιλαμβάνει τα πάντα που μπορεί να ρίξει κανείς σε μια μαύρη τρύπα, συνεπώς έχουμε κάνει στην πραγματικότητα ένα αρκετά καλό βήμα, αλλά υπάρχει ακόμη πολλή δουλειά να γίνει», όσον αφορά μια ολοκληρωμένη απάντηση στο «παράδοξο της πληροφορίας». Μια τέτοια απάντηση, όπως είπε ο Βρετανός φυσικός, ουσιαστικά θα «παντρέψει» τη γενική θεωρία σχετικότητας (βαρύτητας και χωροχρόνου) του Αϊνστάιν με τη θεωρία της κβαντομηχανικής, οι οποίες μέχρι σήμερα παραμένουν ασύμβατες.
Βασικό ζητούμενο προς διερεύνηση είναι πώς η πληροφορία που σχετίζεται με την εντροπία, αποθηκεύεται ως φυσική οντότητα στα φωτόνια «soft hair» και πώς στη συνέχεια αυτή η πληροφορία βγαίνει από τη μαύρη τρύπα, όταν η τελευταία σβήνει.