Ставка Хокинга и Торна о парадоксе информации в чёрных дырах

Введение

Ставка Торна-Хокинга-Прескилла — публичное пари об исходе информационного парадокса чёрных дыр, заключённое в 1997 году физиками-теоретиками Кипом Торном и Стивеном Хокингом с одной стороны и Джоном Прескиллом с другой, согласно документу, подписанному ими 6 февраля 1997 года, о чём упоминается в книге Стивена Хокинга 2001 года «Вселенная в скорлупе».

Обзор

Торн и Хокинг утверждали, что поскольку общая теория относительности делает невозможным излучение черных дыр и потерю информации, энергия и информация, переносимые излучением Хокинга, должны быть "новыми" и не должны исходить изнутри горизонта событий черной дыры. Поскольку это противоречило идее микропричинности в квантовой механике, квантовую механику следовало бы переписать. Прескилл утверждал обратное: поскольку квантовая механика предполагает, что информация, испускаемая черной дырой, связана с информацией, которая попала в нее ранее, взгляд на черные дыры, предложенный общей теорией относительности, должен быть каким-то образом изменен. Победитель спора получал энциклопедию по своему выбору, "из которой информацию можно извлекать по желанию". В 2004 году Хокинг объявил о признании своего поражения и заявил, что теперь считает, что горизонты черных дыр должны флуктуировать и "утекать" информацией, вручив Прескиллу копию "Total Baseball, The Ultimate Baseball Encyclopedia". Сравнивая бесполезную информацию, которую можно получить из черной дыры, с "сожжением энциклопедии", Хокинг позже пошутил: "Я подарил Джону энциклопедию бейсбола, но, возможно, стоило просто дать ему пепел". Торн, однако, остался неубежденным в доказательствах Хокинга и отказался участвовать в награждении. Аргумент Хокинга о том, что он решил парадокс, до сих пор не был полностью принят научным сообществом, и консенсуса относительно того, что Хокинг представил достаточно убедительные аргументы в пользу этого, пока не достигнуто. Ранее Хокинг предполагал, что сингулярность в центре черной дыры может образовать мост к "младенческой вселенной", куда могла бы уходить потерянная информация; подобные теории были весьма популярны в научной фантастике. Но согласно новой идее Хокинга, представленной на 17-й Международной конференции по общей теории относительности и гравитации 21 июля 2004 года в Дублине, черные дыры в конечном итоге передают, в искаженном виде, информацию обо всем поглощенном ими веществе:

Thorne and Hawking argued that since general relativity made it impossible for black holes to radiate, and lose information, the mass energy and information carried by Hawking radiation must be "new", and must not originate from inside the black hole event horizon. Since this contradicted the idea under quantum mechanics of microcausality, quantum mechanics would need to be rewritten. Preskill argued the opposite, that since quantum mechanics suggests that the information emitted by a black hole relates to information that fell in at an earlier time, the view of black holes given by general relativity must be modified in some way. The winning side of the bet would receive an encyclopedia of their choice, "from which information can be retrieved at will". In 2004, Hawking announced that he was conceding the bet, and that he now believed that black hole horizons should fluctuate and leak information, in doing so providing Preskill with a copy of Total Baseball, The Ultimate Baseball Encyclopedia. Comparing the useless information obtainable from a black hole to "burning an encyclopedia", Hawking later joked, "I gave John an encyclopedia of baseball, but maybe I should just have given him the ashes." Thorne, however, remained unconvinced of Hawking's proof and declined to contribute to the award. Hawking's argument that he solved the paradox has not yet been wholly accepted by the scientific community, and a consensus has not yet been reached that Hawking provided a strong enough argument that this is in fact what happens. Hawking had earlier speculated that the singularity at the centre of a black hole could form a bridge to a "baby universe", into which the lost information could pass; such theories have been very popular in science fiction. But according to Hawking's new idea, presented at the 17th International Conference on General Relativity and Gravitation, on 21 July 2004 in Dublin, black holes eventually transmit, in a garbled form, information about all matter they swallow: