تم نشر الورقة النهائية لـ Stephen Hawking للتو من قبل زملائه في مجلة arXiv المطبوعة مسبقًا. أكمل الفريق البحث قبل بضعة أيام من وفاة هوكينج في مارس.
كانت الثالثة في سلسلة من الأوراق التي تعاملت مع مفهوم أمضى هوكينج عقودًا يفكر فيه: مفارقة معلومات الثقب الأسود. إليك كيف تسير الأمور:
الثقوب السوداء هي أجسام كثيفة للغاية تشوه الزمكان ويمكن أن تتكون عندما تصطدم النجوم أو تنهار النجوم العملاقة على نفسها. تشير الفيزياء الكلاسيكية إلى أنه لا يمكن لأي شيء الهروب من الثقب الأسود ، حتى الضوء. ولكن في السبعينيات من القرن الماضي ، اقترح هوكينج أن الثقوب السوداء قد تكون لها درجة حرارة وقد تتسرب ببطء من الجسيمات الكمومية. يعني تأثير "إشعاع هوكينج" أنه في نهاية المطاف ، سوف يتبخر الثقب الأسود ، تاركًا وراءه فراغًا سيبدو متشابهًا مع كل ثقب أسود متبخر ، بغض النظر عما أكله خلال حياته.
طرحت هذه الفكرة مشكلة: خلال حياتها ، ابتلع الثقب الأسود الكثير من المعلومات على شكل أجسام سماوية ، ولكن أين ذهبت هذه المعلومات؟ تفرض قوانين الفيزياء عدم فقدان أي معلومات: إذا كانت المعلومات موجودة في الماضي ، يجب أن نكون قادرين على استعادتها. ومن هنا المفارقة.
في عام 2016 ، اقترح هوكينج وفريقه أن الثقوب السوداء قد تحتوي على "شعيرات ناعمة" تتكون من الفوتونات (جزيئات الضوء) ، أو الجرافيتون (جزيئات افتراضية للجاذبية) التي تخزن على الأقل بعض هذه المعلومات ، كما ذكرت Live Science سابقًا. تحيط هذه الشعيرات الناعمة "أفق الحدث" في الثقب الأسود - وهي حدود لا يمكن لأي شيء ، حتى الضوء منها ، أن يفلت منها.
في الورقة الجديدة ، وجد هوكينج وفريقه آلية - تعتمد على افتراضات غير مثبتة حتى الآن - لحساب كمية المعلومات التي يمكن أن تحملها الشعر الناعمة. وقال المؤلف الكبير أندرو سترومينغر لـ "لايف ساينس" في رسالة بالبريد الإلكتروني: "لقد اتفقت مع الصيغة الشهيرة المنقوشة الآن على حجر رأس ستيفن". تُعرف الصيغة التي يشير إليها بـ "معادلة هوكينج" ، وتصف كيف تنبعث منها الثقوب السوداء إشعاع هوكينج.
عندما يبتلع ثقب أسود جسمًا ، يجب أن تتغير درجة حرارته ، مما يعني أن إنتروبيا - أو اضطراب جسيماته - يجب أن يتغير أيضًا (تعني درجات الحرارة الأعلى أن الجسيمات تتحرك بسرعة أكبر ، مما يعني المزيد من الاضطراب). في الدراسة الجديدة ، أظهر هوكينج وزملاؤه أن "الشعر الناعم" يمكنه بالفعل تسجيل انتروبيا الثقب الأسود ، وفقًا لصحيفة الغارديان.
قال أحد زملاء هوكينج ، مالكولم بيري ، أستاذ الفيزياء النظرية في جامعة كامبريدج ، لصحيفة الغارديان أن الفيزيائي الراحل "عرف النتيجة النهائية" للعمل قبل وفاته وأنه عندما شرح له بيري بضعة أيام قبل ذلك ، "أنتج ببساطة ابتسامة هائلة."
لا يزال هناك الكثير غير معروف حول كيفية تخزين هذه الشعيرات الناعمة للمعلومات وما إذا كانت تقوم بتخزين كل أو بعض المعلومات فقط التي تلتهمها الثقوب السوداء.
وقال سترومينغر "هذا تقدم ممتاز ، لكن ما زال أمامنا الكثير من العمل."
