Två forskare förklarade sin avsikt att delta i loppet för att lösa informationsparadoxen hos svarta hål, där all teoretisk fysik har varit inblandad i många år med ett nytt verktyg - en laser.
Så vad kan lasrar göra med svarta hål? Naturligtvis är det inte de små enheterna med hjälp av vilka många underhåller sina katter, det här är laserstrålning, som det underliggande begreppet fysik och dess tillämpning på information som försvinner i ett svart hål.
Orden "laser" är i allmänhet en förkortning, den står för "förstärkning av glödet genom stimulerad emission" (ljusförstärkning genom stimulerad strålningsutsläpp). I sin enklaste form alstras laserstrålning genom interaktionen mellan en foton och en exciterad atom, vilken kopierar den och därigenom ger en glödförstärkning. I en sådan process skapas kollimerade sammanhängande ljusstrålar som används i stor utsträckning inom kommunikation, industri och underhållning.
Chris Adami
Chris Adami, en fysiklärare vid University of Michigan, jämför en laser till en kopiator som kan göra två identiska kopior av någonting. Om vi tillämpar denna mekanism i händelsehorisonten, enligt Adami, kan vi få en lösning på den så kallade "eldens väggens paradox" på gränsen till svarta hål.
En 7 april-utgåva av klassisk och kvant gravitation publicerade en gemensam artikel av Chris Adami och Greg Veg Stig (Greg Ver Steeg) från University of Southern California i Los Angeles baserat på denna studie. Brandväggen (brandvägg) blev inte en universellt erkänd lösning i fysikens värld under decennier av debatt om information som försvinner i svarta hål.
Tillbaka på sjuttiotalet gjorde den kända black holeforskaren Stephen Hawking antagandet att svarta hål inte är så svarta. Enligt Hawkings syn på kvantfysiken uppträder par av virtuella partiklar plötsligt, förstör varandra själva och försvinna sedan snabbt. Och precis vid kanten av händelsehorisonten finns en punkt där rymdtidssvridningen är så stark att jämn strålning inte kan undgå kontrollen av ett svart hål. Följaktligen kan en virtuell partikel fångas som den var och undviker att bli förstörd av sin "partner", så att den blir en riktig och tar en liten bit av material från ett svart hål.
Denna små "evaporation" av massan kallades Hawking-strålning och radikalt förändrade vår syn på svarta hål - det visar sig att de förångar och förr eller senare (beroende på deras massa) försvinner. Det visade sig att svarta hål inte är lika permanenta som vi en gång trodde.
Begreppet "Hawking-strålning" markerade uppkomsten av en vital och besvärlig teoretisk fråga som kokade ner till hur svarta hål interagerar med information. När allt kommer omkring, slutar all information som faller i ett svart hål och försvinner, förångas helt. Och ett sådant scenario bryter mot vår förståelse för hur universum fungerar fysiskt. Så är informationen verkligen förstörd, eller är den på något sätt fortfarande okänd? Är den fortfarande bevarad?
Under flera decennier av kontroverser bland forskare (inklusive Hawking och andra nyckeltal) uppstod den senaste utvecklingen i denna fråga 2012, när fysik ledde av Joseph Polchinsky från University of California, genomförde Santa Barbara sin forskning om utrotnings paradoxen. Om svarta hål verkligen inte förstör information, så händer någonting rätt på en svart håls händelse som kallas "eldens vägg".
Tidigare i år hävdade Hawking med uttalandet att eldens vägg är ett onödigt koncept och försvarade sin "kaosvägg", som slumpmässigt blandar information (därmed inte strider mot kvantreglerna) och ändrar platsen för händelsehorisonten i beroende på inkommande information. I det scenario som Hawking föreslår finns inte händelsehorisonten i klassisk mening, den ersätts av "synlig horisont".
Självklart är detta inte en seger för Hawking eller någon annan, bara en annan idé som på något sätt skapar en balans mellan de uppenbarligen motsägelsefulla teorierna om information som faller i ett svart hål.
Kanske är allting alltför komplicerat, eller det har inte blivit uppmärksamt på själva mekanismen. Och det är här som Adams idé om stimulerat utsläpp uppträder.
I ett pressmeddelande på TV talade Adami om hans vision om frågan. Enligt hans mening kan fysiken inte vara konsekvent utan att följa den kopieringsmekanism som upptäckts av A. Einstein så långt tillbaka som 1917. Enligt honom, innan ett svart hål absorberar någon information, måste en kopia av den skapas, som ligger utanför.
Paul Davis, en teoretisk fysiker vid University of Arizona, berömde Chris Adams beslut som korrekt. Han tillade att det var fantastiskt hur det hade blivit dolt i så enkelt form i så många år.
Eftersom frågan rör den svarta hålhändelseshorisonten, anser Adami att strålning produceras av stimulerad strålning, samtidigt som en kopia av informationen faller in i hålet. Denna strålning skiljer sig från Hawking-strålningen, som också har plats att vara.
Tvingad strålning, enligt publiceringen av Adami och Vera Stig, liknar processen för att kopiera information: en partikel går in, två kommer ut med exakt samma uppsättning kvanta nummer.
I kvantvärlden kan informationen emellertid inte kopieras fullständigt (ett begrepp som kallas kloning omöjlighetsteorin), och det visar sig att spontan strålning (Hawking-strålning) stör ideell kloning, vilket skapar den nödvändiga minsta ljudmängden.
Forskare säger att denna studie inte direkt hänför sig till information utanför horisonten av ett svart hål. Eftersom stimulerad strålning fortfarande kan ske inom denna horisont kan denna lösning dock vara korrekt för problemet med informationsparadoxen.
Adami tror att Stephen Hawkings teori nu kompletteras. Enligt hans mening är tomheten i teorin om svarta hål nu stängd, vilket gav honom möjlighet att sova på natten.
Således är nästa fråga som kan uppstå, hur man upptäcker denna stimulerade strålning, om den verkligen existerar?
