Er sorte hull hårete?

Hvis du synes spørsmålet høres abstrakt ut, så les rolig videre. Det blir først verre, men deretter bedre.

Fortiden, nåtiden og fremtiden er forbundet av de fysiske lovene.

I teorien vil vi derfor kunne forutsi både fortid og fremtid hvis all informasjon om nåtiden var tilgjengelig for oss.

Denne ideen kalles kausal determinisme.

I 1976 utfordret en ung Stephen Hawking ideen ved å vise hvordan sorte hull forsvant med tiden og tok all informasjonen de hadde slukt, med seg. Derfor ville det være umulig å forutsi fremtiden – selv i prinsippet.

Men nå har han kommet på andre tanker. Hawking mener nemlig at han har funnet en ny måte som gjør det mulig for sorte hull å forsvinne uten at informasjonen går tapt.

Det skriver The Economist.

Såkalte «myke partikler» ligger rundt sorte hullene som hårete frakker, og de inneholder informasjon om hva som har blitt slukt av hullet. Denne informasjonen lager igjen avtrykk på strålingen som forårsaker det sorte hullets forsvinning, og som sendes ut i universet fra det sorte hullet.

Det nye i Hawkings forklaring er at strålingen fra det sorte hullet blir påvirket av disse «myke partiklene» på vei ut i universet.

Strålingen er i seg selv et resultat av at vakuumet rundt det sorte hullet faktisk ikke er helt tomt. Her oppstår det hele tiden par av partikler – en av materie og en av antimaterie – som bare eksisterer i en brøkdel av et sekund, før de forsvinner igjen. Det beskriver kvantemekanikkens lover.

Men hvis partikkelparet oppstår på kanten av det sorte hullet, kan det skje at den ene partikkelen trekkes inn i hullet, mens den andre slipper fri før partiklene rekker å forsvinne.

Den frie partikkelen representerer energi, som i Einsteins relativitetsteori, som sier at masse er en form for energi. Denne energien må komme fra et sted for at den skal bli bevart.

Hawking fant ut at energien måtte komme fra det sorte hullet som mister masse når det lykkes en av partiklene i partikkelparet å slippe unna. Dermed ser det ut til at det sorte hullet blir mindre ved å sende ut stråling.

Men ifølge kvantemekanikken skal ikke bare energi, men også informasjon, bli bevart i universet. Informasjonen om det som i tidens løp har falt ned i det sorte hullet, må altså på en eller annen måte være innkodet i strålingen som får det sorte hullet til å forsvinne igjen.

Og det er en del av løsningen på dette problemet som Hawking forsøker å komme med i den nye studien som er publisert i Physical Review Letters.