pizza
04-03-2023, 22:42
Nghịch lư gần 50 năm của lỗ đen đă có lời giải. Nghịch lư Hawking cho rằng trong quá tŕnh biến mất, lỗ đen tiêu hủy mọi thông tin về nguồn gốc của chúng, trái với những quy tắc của vật lư lượng tử. Nghịch lư này đă có lời giải.
https://intermati.com/forum/attachment.php?attac hmentid=2200766&stc=1&d=1680561708
Thông tin về sự h́nh thành lỗ đen có thể được t́m thấy dưới dạng bức xạ mà nó phát ra, theo nghiên cứu mới giải thích nghịch lư Hawking. Ảnh: NASA.
Theo nhà vật lư lư thuyết Stephen Hawking, các lỗ đen từ từ biến mất v́ chúng ṛ rỉ một lượng bức xạ, được gọi là “bức xạ Hawking”, nhưng dưới dạng năng lượng nhiệt. Bức xạ có thể mang thông tin về nguồn phát ra nó, nhưng nhiệt th́ không. V́ thế, khi các lỗ đen dần biến mất, mọi thông tin về ngôi sao đă tạo ra chúng cũng biến mất theo.
Điều này trái với các định luật của cơ học lượng tử, nói rằng thông tin không thể bị phá hủy và trạng thái cuối cùng của một vật thể có thể tiết lộ manh mối về trạng thái ban đầu. Đây được gọi là “nghịch lư thông tin Hawking”.
Nghịch lư Hawking
Lỗ đen là những vật thể nặng đến mức không ǵ có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của chúng, kể cả ánh sáng. Chúng h́nh thành khi những ngôi sao khổng lồ tự sụp đổ.
Trong vật lư cổ điển, lỗ đen được coi là những vật thể rất đơn giản, có thể được đặc trưng bởi ba con số - khối lượng, động lượng góc và điện tích, Xavier Calmet, giáo sư vật lư tại Đại học Sussex, giải thích. Tuy nhiên, ngôi sao ban đầu sinh ra lỗ đen là một vật thể vật lư thiên văn phức tạp, bao gồm proton, electron và neutron kết hợp với nhau để tạo thành các nguyên tố hóa học của ngôi sao đó, Calmet lưu ư.
H́nh ảnh đầu tiên chụp được một lỗ đen, ở trung tâm dải ngân hà M87, cách Trái đất gần 54 triệu năm ánh sáng. Ảnh: EHT Collaboration.
Mặc dù các lỗ đen không mang dấu vết về các nguyên tố hóa học phức tạp này, các quy tắc của vật lư lượng tử nói rằng thông tin không thể bị xóa khỏi vũ trụ. Do đó, về lư thuyết, từ các bức xạ mà lỗ đen phát ra, vẫn có thể khôi phục thông tin về ngôi sao phức tạp ban đầu.
Vào năm 1976, Stephen Hawking đă "làm hỏng" quy tắc này khi cho rằng lỗ đen liên tục phát ra một loại bức xạ. Sự ṛ rỉ bức xạ này khiến các lỗ đen dần bốc hơi và cuối cùng là biến mất hoàn toàn. Nhưng bức xạ này phát ra dưới dạng nhiệt, đồng nghĩa với việc mọi thông tin về ngôi sao sinh ra lỗ đen cũng đă biến mất.
“Điều này đi ngược với các quy tắc vật lư lượng tử, cho rằng ‘cuộc sống’ của lỗ đen có thể được tua lại, và thông qua bức xạ có thể h́nh dung lại lỗ đen và ngôi sao đă tạo ra nó”, Calmet nói.
Giải mă nghịch lư lỗ đen
Calmet đă dành gần 3 năm để giải mă nghịch lư Hawking. Trong nghiên cứu mới, ông đă đánh giá lại các tính toán của Hawking năm 1976, nhưng lần này tính đến tác động của “lực hấp dẫn lượng tử” - mô tả lực hấp dẫn theo các nguyên tắc của cơ học lượng tử - điều mà Hawking đă không làm.
“Mặc dù những hiệu chỉnh hấp dẫn lượng tử này rất nhỏ, nhưng rất quan trọng đối với sự bốc hơi của lỗ đen. Chúng tôi đă có thể chỉ ra rằng những hiệu ứng này làm bức xạ Hawking không c̣n là năng lượng nhiệt, và có thể chứa thông tin", Calmet nói.
Nhóm nghiên cứu của Calmet cũng đă xác định được hiện tượng vật lư mà theo đó thông tin thoát ra khỏi lỗ đen thông qua bức xạ Hawking, và cách một người quan sát bên ngoài có thể lấy được thông tin này để phục dựng lỗ đen và ngôi sao ban đầu. Dù vậy quy tŕnh này chưa thể thực hiện được trên thực tế, v́ đ̣i hỏi một thiết bị đủ nhạy để đo bức xạ Hawking, hiện chưa tồn tại.
VietBF@ sưu tập
https://intermati.com/forum/attachment.php?attac hmentid=2200766&stc=1&d=1680561708
Thông tin về sự h́nh thành lỗ đen có thể được t́m thấy dưới dạng bức xạ mà nó phát ra, theo nghiên cứu mới giải thích nghịch lư Hawking. Ảnh: NASA.
Theo nhà vật lư lư thuyết Stephen Hawking, các lỗ đen từ từ biến mất v́ chúng ṛ rỉ một lượng bức xạ, được gọi là “bức xạ Hawking”, nhưng dưới dạng năng lượng nhiệt. Bức xạ có thể mang thông tin về nguồn phát ra nó, nhưng nhiệt th́ không. V́ thế, khi các lỗ đen dần biến mất, mọi thông tin về ngôi sao đă tạo ra chúng cũng biến mất theo.
Điều này trái với các định luật của cơ học lượng tử, nói rằng thông tin không thể bị phá hủy và trạng thái cuối cùng của một vật thể có thể tiết lộ manh mối về trạng thái ban đầu. Đây được gọi là “nghịch lư thông tin Hawking”.
Nghịch lư Hawking
Lỗ đen là những vật thể nặng đến mức không ǵ có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của chúng, kể cả ánh sáng. Chúng h́nh thành khi những ngôi sao khổng lồ tự sụp đổ.
Trong vật lư cổ điển, lỗ đen được coi là những vật thể rất đơn giản, có thể được đặc trưng bởi ba con số - khối lượng, động lượng góc và điện tích, Xavier Calmet, giáo sư vật lư tại Đại học Sussex, giải thích. Tuy nhiên, ngôi sao ban đầu sinh ra lỗ đen là một vật thể vật lư thiên văn phức tạp, bao gồm proton, electron và neutron kết hợp với nhau để tạo thành các nguyên tố hóa học của ngôi sao đó, Calmet lưu ư.
H́nh ảnh đầu tiên chụp được một lỗ đen, ở trung tâm dải ngân hà M87, cách Trái đất gần 54 triệu năm ánh sáng. Ảnh: EHT Collaboration.
Mặc dù các lỗ đen không mang dấu vết về các nguyên tố hóa học phức tạp này, các quy tắc của vật lư lượng tử nói rằng thông tin không thể bị xóa khỏi vũ trụ. Do đó, về lư thuyết, từ các bức xạ mà lỗ đen phát ra, vẫn có thể khôi phục thông tin về ngôi sao phức tạp ban đầu.
Vào năm 1976, Stephen Hawking đă "làm hỏng" quy tắc này khi cho rằng lỗ đen liên tục phát ra một loại bức xạ. Sự ṛ rỉ bức xạ này khiến các lỗ đen dần bốc hơi và cuối cùng là biến mất hoàn toàn. Nhưng bức xạ này phát ra dưới dạng nhiệt, đồng nghĩa với việc mọi thông tin về ngôi sao sinh ra lỗ đen cũng đă biến mất.
“Điều này đi ngược với các quy tắc vật lư lượng tử, cho rằng ‘cuộc sống’ của lỗ đen có thể được tua lại, và thông qua bức xạ có thể h́nh dung lại lỗ đen và ngôi sao đă tạo ra nó”, Calmet nói.
Giải mă nghịch lư lỗ đen
Calmet đă dành gần 3 năm để giải mă nghịch lư Hawking. Trong nghiên cứu mới, ông đă đánh giá lại các tính toán của Hawking năm 1976, nhưng lần này tính đến tác động của “lực hấp dẫn lượng tử” - mô tả lực hấp dẫn theo các nguyên tắc của cơ học lượng tử - điều mà Hawking đă không làm.
“Mặc dù những hiệu chỉnh hấp dẫn lượng tử này rất nhỏ, nhưng rất quan trọng đối với sự bốc hơi của lỗ đen. Chúng tôi đă có thể chỉ ra rằng những hiệu ứng này làm bức xạ Hawking không c̣n là năng lượng nhiệt, và có thể chứa thông tin", Calmet nói.
Nhóm nghiên cứu của Calmet cũng đă xác định được hiện tượng vật lư mà theo đó thông tin thoát ra khỏi lỗ đen thông qua bức xạ Hawking, và cách một người quan sát bên ngoài có thể lấy được thông tin này để phục dựng lỗ đen và ngôi sao ban đầu. Dù vậy quy tŕnh này chưa thể thực hiện được trên thực tế, v́ đ̣i hỏi một thiết bị đủ nhạy để đo bức xạ Hawking, hiện chưa tồn tại.
VietBF@ sưu tập