A fekete lyukak olyan tárgyak, amelyeknek annyi anyaga van egy pontban koncentrálva, hogy semmi - még a fény sem - nem tud menekülni a körülöttük lévő meghatározott területről. Ez a newtoni gravitáció jellegzetessége volt; ez jellemzi Einstein általános relativitáselméletét; és amikor rendelkezünk egy teljes kvantumelmélettel, akkor teljesen elvárjuk azt is. Amikor egy elég hatalmas csillag meghal, és magja összeomlik, és az atomok, magok, neutronok és szabad kvarkok szakaszán megy keresztül, vicces esemény történik: még a fénysebességgel is mozogva semmi sem hagyhatja el ezt a térrészt.
Ha ezt a küszöböt túllépjük, mindegyik szingularitássá válik a korábbi csillag közepén. Így születik egy fekete lyuk, és az elkövetkező milliárd években növekszik, mindent elnyelve, amit elér.
Azt gondolhatja, hogy van egy fogás:
- Talán elkerülhető a szingularitás.
„Talán nem eszik mindent, ami átlépte az esemény láthatárát.
„Talán ha okos vagy, akkor elől tudsz menekülni.
De nem, ezek mind változatlan igazságok. Nem "talán". És annak ellenére, hogy Stephen Hawking kijelenti, hogy lehet lehetséges kiút, a nagyszámú találékonyság nem engedi meg, hogy a fekete lyukba eső dolgok elhagyják azt.
Promóciós videó:
A menekülési sebesség vicces dolog: azt mondja, hogy gravitációs "tolóerő" van a tér egy adott területén, és ha a sebességed meghalad egy bizonyos küszöböt - a menekülési sebességet -, akkor ezt meg is tudod tenni. Alacsonyabb értéken a sebesség lehetővé teszi egy stabil pályán maradni, ahol nem fogsz elmenekülni, hanem örökre esni és soha nem esni. És ha a sebessége nem elég magas, akkor arra a gravitációs forrásra esik, ahonnan megpróbálsz elmenekülni.
Mit jelent ez, ha a menekülési sebessége nagyobb, mint a fény sebessége? Mivel semmi sem haladhatja meg a fény sebességét, ez azt jelenti, hogy nincs lehetőség megmenekülni. És ennél is több. Ha az eseményhorizonton belül vagy, és erőt akar alkalmazni valami „nyomására”, amely megpróbál megnyomni téged, akkor nem teheti meg. Erõ alkalmazása vagy kinyomása azt jelenti, hogy a részecskét kifelé mozgatják. De minden részecske korlátozódik a fény sebességére. És ha a menekülési sebesség nagyobb, mint a fény sebessége, akkor nem fogja tudni legyőzni azt a pontot, amelyen meg van szorítva; nem tudsz kijutni a szingularitásból. Továbbá, és ez vicces, ebből következik, hogy ha egyszer kívül esik a fekete lyuk eseményhorizontján, minden irányba meglátja a szingularitást. A szingularitás elkerülhetetlen.
Ez azt is jelenti, hogy ha elmész az esemény láthatárához, és megpróbál leengedni valamit rajta kívül, mint például ujjhegyével megérinteni a vizet, az soha nem tér vissza. A testrész horizontján kívüli része továbbra is meg lesz húzva, de a belső részét nem lehet visszaküldeni; nincs lehetőség a fekete lyukból anyag kinyerésére - még az erőhordozó részecskék sem is -, hogy szivárogjanak a szingularitásba. Az egyetlen reményed az lesz, hogy valaki irgalmas irántad levágja a lábad.
Akkor miért mondta Stephen Hawking, hogy lehetséges elmenekülni a fekete lyukból? Miért mondta, amikor a Harvardon beszélt:
Mert nem rólad beszélt. Beszélt arról az információról, amely a bukás pillanatában képez téged: amikor átlép az esemény láthatárán. Amikor a tárgyak fekete lyukba esnek, bármilyen információval rendelkeznek: legyen az anyag vagy antianyag, baryonok vagy leptonok, elektronok vagy muonok, neutrinók vagy neutronok. De az általános relativitáselmélet szerint (mindenesetre a klasszikus) egy fekete lyuknak három információs tulajdonsága van: tömeg, elektromos töltés és szögmozgás.
A híres "fekete lyuk információs paradoxonja" az, hogy amikor a fekete lyuk végül szétesik (a Hawking sugárzásnak köszönhetően), akkor csak az összes energia, az elektromos töltés és a szögmozgás marad; minden más véletlenszerű. Más szavakkal, minden felesleges információ megsemmisül. Hawking legújabb munkája sokkal kevésbé fantasztikus dolgokról szól, mint egy fekete lyukból való menekülés; azt mondja, hogy amikor egy új részecske fekete lyukba esik, megváltoztatja a fekete lyuk felületén kódolt információkat. És mivel egy fekete lyuk felülete (vagy a felület) a benne levő tömegetől és energiától függ, ennek az információnak ki kell jönnie, földelnie kell, de a Hawking sugárzásnak kell kódolnia. Csakúgy, mint az égetett könyv információkat tartalmaz az oldalakon (bár nem túl kényelmes formátumban),a kimenő Hawking sugárzás információkat tartalmazhat arról, hogy mi került a fekete lyukba.
Ez messze nem egy fekete lyuk elkerülésétől, de lehetséges megoldást jelent az információs paradoxonra, bármit is mondhatunk. Ha azonban elhatározta, hogy kijut egy fekete lyukból, akkor csak egy módja van annak, amely betartja az ismert fizikai törvényeket: ne érj oda.
Ilya Khel