스티븐 호킹: 블랙홀은 없다

블랙홀 시뮬레이션, 주석

이 주석이 달린 이미지는 블랙홀의 이벤트 지평선을 포함하여 시뮬레이션의 여러 기능에 레이블을 지정합니다. (이미지 크레디트: NASA의 Goddard Space Flight Center/J. Schnittman, J. Krolik(JHU) 및 S. Noble(RIT))



새로운 논문을 읽을 때 스티븐 호킹 이번 주에 온라인에 등장했다면 세계적으로 유명한 영국 물리학자가 우리를 속이고 있다고 생각했다면 용서받았을 것입니다. 호킹의 미공개 작품 ' 블랙홀에 대한 정보 보존 및 일기 예보 ' 및 arXiv 사전 인쇄 서비스에 업로드됨 - ' 블랙홀은 없다 '



분석: 호킹: 위대한 과학자, 나쁜 도박꾼

블랙홀 증발에 대한 호킹의 기반 이론은 중력 거인이 불멸하지 않는다는 우리의 이해에 혁명을 일으켰음을 기억하십시오. 양자 쿼크를 통해 시간이 지남에 따라 '호킹 복사'를 통해 입자(따라서 질량)를 누출합니다. 게다가 천문학자들은 블랙홀을 탐지하는 새롭고 흥미로운 방법을 찾고 있습니다. 블랙홀의 사건 지평선을 직접 이미지화할 수 있음 !



스티븐 호킹 교수가 말하는

2008년 4월 21일 NASA 강의 시리즈에서 스티븐 호킹 교수가 '우주에 가야 하는 이유'에 대해 이야기하고 있습니다.(이미지 크레디트: NASA/Paul Alers)

호킹이 마음을 바꿨습니까? 블랙홀은 단지 우리의 집단적 상상의 산물입니까? 우주의 '대안' 이론에 대한 그 크랭크 이론은 모두 사실입니까?!



다행히 아닙니다.

Stephen Hawking은 전체 블랙홀에 대한 생각을 바꾸지 않았지만 지난 18개월 동안 이론 물리학의 핵심을 갉아먹는 복잡한 물리학 역설을 각광에 던졌습니다.

블랙홀 입자 탈출



블랙홀은 중력이 빛을 휘게 하고 공간을 왜곡시키며 시간을 왜곡시킬 만큼 강한 이상한 영역입니다. [이 guesswhozoo.com 인포그래픽에서 블랙홀이 어떻게 작동하는지 확인하세요.]

블랙홀은 중력이 빛을 휘게 하고 공간을 왜곡시키며 시간을 왜곡시킬 만큼 강한 이상한 영역입니다. [ 이 guesswhozoo.com 인포그래픽에서 블랙홀이 어떻게 작동하는지 확인하세요.](이미지 크레디트: Karl Tate, guesswhozoo.com 기고자)

블랙홀 파이트 클럽

그것은 모두 우리 우주의 구조를 제어하는 ​​물리학의 두 가지 기본 아이디어 사이의 충돌로 귀결됩니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 양자 역학의 충돌. 그리고 블랙홀과 그 주변의 극한 환경은 두 이론이 그것을 제압하기 위한 완벽한 '파이트 클럽'을 만듭니다. 하지만 블랙홀 파이트 클럽의 첫 번째 규칙은 무엇입니까? 이론 물리학자와 논쟁에 빠지지 않도록 방화벽에 대해 이야기하지 마십시오.

비디오: 호킹: 지구를 떠나야 합니다

2013년 4월 캘리포니아 공과대학(Caltech) 강의에서 , 호킹과 다른 저명한 이론 물리학자들은 당면한 문제를 설명할 기회를 가졌습니다. 예를 들어, Caltech의 Kip Thorne은 방화벽의 역설을 '이론 물리학의 불타는 문제'로 설명했습니다.

이 불타는 문제의 바로 그 근거는 블랙홀을 검게 만드는 것입니다. 중대한 전환점 . 가장 기본적인 형태의 블랙홀의 사건 지평선은 빛조차 거대한 블랙홀 특이점의 중력 클러치를 벗어날 수 없는 지점입니다. 빛이 탈출할 수 없다면 공간에서 검은 구체로 나타날 것이 당연합니다. 그것은 우주의 일방통행입니다. 모든 것이 들어가고 아무것도 나오지 않습니다.

불행한 우주 비행사

일반 상대성 우주에서 블랙홀에 떨어지는 불행을 겪은 우주 비행사는 사건의 지평선을 지나갈 때 아무 이상도 눈치채지 못할 것입니다. 그것은 드라마가 아닌 상당히 평화로운 사건이 될 것입니다. 2013년 Caltech 행사에서 Caltech의 물리학자 John Preskill은 '나중에 운명을 달리하고 매우 강력한 중력을 만나서 분리될 것입니다'라고 말했습니다. [ 우주에서 가장 이상한 블랙홀 ]

그러나 양자 우주는 일반 상대성 이론이 예측한 이 '무극' 사건의 지평선 개념과 모순됩니다.

2012년에 산타 바바라에 있는 캘리포니아 대학의 Joseph Polchinski가 이끄는 물리학자 그룹은 블랙홀이 진정으로 정보를 파괴하지 않는다면(호킹 자신이 마지못해 옹호하는 관점) 블랙홀을 통해 정보가 블랙홀에서 빠져나갈 수 있다는 발견을 밝혔습니다. 호킹 방사선, 그들이 '방화벽'이라고 부르는 사건의 지평선 바로 안쪽에 맹렬한 지옥이 있을 것입니다.

이 경우 우리의 불행한 우주 비행사는 '무극' 사건의 지평선에 빠지기보다 조석에 의해 갈가리 찢기 전에 바삭 바삭합니다. 이것은 '무극'의 정반대이므로 역설입니다.

분석: 블랙홀 방화벽 소각으로 인한 죽음

일반 상대성 이론이 예측하는 것과 양자 역학이 예측하는 것 사이의 명백한 충돌(물리학에서 매우 확립된 두 분야)은 정확히 이론 물리학자들이 이해하려고 하는 것입니다. 이것은 것으로 보인다 중력과 양자 역학이 좋지 않은 또 다른 상황 , 그 솔루션은 우리가 우주를 보는 방식을 바꿀 수 있습니다.

따라서 방화벽 논쟁의 핵심 참여자 중 하나인 Hawking이 해당 주제에 대한 짧은 논문을 작성할 때(게시되었는지 여부에 관계없이) 세계가 주목합니다.

역설에 대한 호킹의 솔루션은 블랙홀의 사건 지평선을 제거하여 역설을 제거합니다. 이벤트 호라이즌도 방화벽도 없습니다. 그러나 우리는 모든 블랙홀에 사건의 지평선이 있다고 들었습니다. 즉, 넘을 수 없거나 블랙홀 안에서 영원히 길을 잃을 수 없는 선이 무엇입니까? [ 탈출 금지: 블랙홀의 작동 원리 (인포그래픽) ]

호킹은 사건의 지평선 뒤에 있는 아이디어를 재작업해야 한다고 생각합니다. 사건의 지평선이 빛조차 빠져나갈 수 없는 명확한 선이 아니라, 호킹은 블랙홀 내부의 양자 요동에 따라 모양이 변하는 '겉보기 지평선'을 호출합니다. 이는 극단 물리학의 '회색 영역'과 거의 같습니다. 겉보기 지평선 바로 너머의 영역이 얽혀 있고 혼란스러운 정보의 혼란이라면 겉보기 지평선은 일반 상대성 이론이나 양자 역학을 위반하지 않을 것입니다.

뉴스: 으스스한 연결: 웜홀과 양자 세계

'따라서 지구에서의 일기예보와 마찬가지로 정보는 효과적으로 손실되지만 단일성을 잃지는 않을 것입니다.'라고 호킹은 말합니다. 이것은 기본적으로 정보가 블랙홀에서 탈출할 수 있지만 그 혼란스러운 특성으로 인해 해석될 수 없도록 하여 방화벽의 역설을 모두 피한다는 것을 의미합니다.

말할 필요도 없이, 이 논문은 Polchinski를 설득하는 데 거의 기여하지 못했습니다. '(호킹이) 방화벽을 혼돈의 벽으로 대체하는 것처럼 들리는데, 이는 같은 것일 수 있습니다.' 그는 뉴 사이언티스트에게 .

이론적인 논쟁의 대부분은 우리가 일상 생활에서 경험할 수 없는 물리적 사건을 계산한 결과로 이해하기 어렵습니다. 그러나 이 특정 토론을 이론 물리학 커뮤니티의 고위급 논쟁으로 착각하지 마십시오. 그 기초는 일반 상대성 이론과 양자 역학(특히 양자 세계에서 중력이 수행하는 역할)의 불일치로 인해 우리가 느끼는 점점 더 커지는 불편함에 뿌리를 두고 있습니다. 이 문제는 현재 우주에 대한 이해로는 해결할 수 없습니다.

결국 우리가 수십억 달러의 입자 가속기를 구축하는 것은 이러한 과학 문제입니다.

원천: 네이처 뉴스

이 기사는 디스커버리 뉴스 .