Недавняя статья Stephen Hawking, опровергающая существование «горизонта событий» черных дыр, всполошила не только астрономическое научное сообщество, но и СМИ, которые не стали ждать выяснения обстоятельств, заявив, что теория о существовании черных дыр во Вселенной ошибочна и никаких черных дыр нет. Однако Hawking настаивал отнюдь не на этом. Впрочем, уже сейчас понятно, что размышления Hawking о черных дырах ошибочны, поскольку парадокс, доказать который он пытался, уже давно не является таковым.
В конечном итоге всё сводится к так называемому парадоксу «пылающих стен» черных дыр. Главная особенность черной дыры – это её горизонт событий, то есть в свое роде «точка невозврата» при возможном приближении к ней. Согласно Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, горизонт событий – это место, где пространство и время настолько деформированы под воздействием гравитации, покинуть которое не представляется возможным. Считается, что как только астрономический объект или материя пересекает горизонт событий, он тут же попадает в «ловушку».
Такая односторонняя природа горизонта событий на протяжении длительного периода времени выступает серьезной проблемой для понимания гравитационной физики. Например, горизонт событий черной дары, абсолютно не согласуется с законами термодинамики. Согласно одному из принципов термодинамики, ничто не может иметь температуру, равную абсолютному нулю. Даже самые холодные объекты излучают тепло, но если говорить о черной дыре, поглощающей свет, то о тепловом излучении здесь речи быть не может. Напрашивается вывод, что температура черной дыры равна абсолютному нуля, что в априори невозможно.
4 десятилетия тому назад Stephen Hawking продемонстрировал, что черные дыры испускают свет за счет квантовой механики. Квантовая теория предусматривает, что вся информация об определённом объекте имеет свой предел. К примеру, невозможно вычислить точную энергию некого объекта. Stephen Hawking провел исследования, по завершению которого сделал выводы о том, что около горизонта событий черной дыры пары частиц могут появляться исключительно тогда, когда одна из двух частиц «поймана» в ловушку в пределах горизонта событий, а другая избегает этой участи, испуская излучение.
Теория Hawking позволила разрешить одну из проблем черных дыр, создав при этом иную проблему, так называемый парадокс «пылающих стен». Когда квантовые частички появляются в парах, они чрезвычайно запутаны. Если учесть, что одна частичка попадает в чёрную дыру, а вторая остается на свободе, то о никакой путанице речи идти не может. Рассуждая с позиции квантовой механики, можно сделать вывод, что две частицы появляются в первозданном виде, а горизонт событий ломает это состояние.
В 2013 году было продемонстрировано, что если излучение Hawking в чистом виде, то либо высокоэнергетические частицы в порождают «пылающую стену» вблизи поверхности горизонта событий черных дыр, либо они попросту не могут излучать в направлении, предусмотренном термодинамикой. Зачастую это противоречие носит название парадокса «огненной стены», поскольку согласно Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, оказавшись близи горизонта событий невозможно стать свидетелем чего-то необычного. Фундаментальная идея теории относительности предполагает, что при приближении к горизонту событий, не должна формироваться стена их высокоэнергетических частиц. Hawking посчитал, что этот парадокс разрешим, достаточно предположить, что у черных дыр нет горизонта событий.
Парадокс возникает, если излучение Hawking существует в чистом виде. Однако исследования Sabine Hossenfelder показали обратное. Hossenfelder убеждена, что излучение Hawking связано не с одной парой частиц, а с двумя – одна пара попадает в «ловушку», а вторая благополучно «сбегает».
Следовательно, парадокса как такового нет. Черные дыры во Вселенной испускают свет, полностью согласующийся с принципами термодинамики, а область вблизи горизонта событий вовсе не характеризуется «пылающей стеной». В конечном итоге теория Hawking – это решение проблемы, которой по сути нет.
