Есть мнение, что исчезновение информации при поглощении материи чёрными дырами, нарушает основные принципы квантовой механики. И это очень интересное мнение, – его мало кто понимает. Те же, кто думают, будто относятся к числу избранных, чаще всего понимают «потерю информации в чёрных дырах» – неправильно. Так что, начать тут надо с самого начала. С вопроса, о какой «информации» и каких «потерях» идёт речь.
Дело же, собственно, в том, что материя, стекающая в чёрную дыру, не уходит даже из мира (как бы в таком случае она могла повышать массу чёрной дыры?), а остаётся в крошечном зазоре между горизонтом событий и гравитационной сингулярностью. О том, почему на сингулярности разрывается пространство-время и почему «сингулярность не бывает голой», – то есть, возникает тот самый «зазор», – можно узнать из других публикаций… То есть, частицу за горизонтом событий мы наблюдать не можем, но формально она, вроде бы, остаётся с нами. Пока всё в порядке.
Проблема же возникает позже. Чёрные дыры имеют свойство «испаряться» за счёт квантово-механических эффектов. Вблизи сингулярности происходит рождение виртуальных пар частица-античастица, и одна из них может оказаться за горизонтом событий, – по «нашу» его сторону. Это называется излучением Хокинга. Очень медленно чёрные дыры тают и когда-нибудь – в бесконечно удалённый момент времени – вернут всю поглощённую массу. И по составу эта масса не будет иметь ничего общего с поглощённой.
Частицы, поглощённые дырой, не вернутся. Просто, родятся другие, – причём, не «такие же». Выход, скажем, протонов и электронов при испарении никак не будет связан с тем, сколько их поглотила чёрная дыра.
...Причём здесь «информация»? Не при чём. Физика не оперирует таким понятием вообще. Информация – субъективная категория, существующая только в нашем воображении. Это вызывает ненависть, но тем кто её испытывает стоит вспомнить хотя бы азы информатики. Информация не существует без носителя и безвозвратно уничтожается вместе с ним. Так в учебнике. Законы сохранения неприменимы к информации, а значит её пропажа с точки зрения науки – любой – не является чем-то странным и требующим объяснения.
И тут уже возникает правильный вопрос. Если информация – туда ей и дорога, – то откуда «парадокс»? Что тогда пропало-то?
Пропадает же в чёрных дырах много всякого. В частности, – и это просто один из примеров, – адронный и лептонный «заряды». Ядерные реакции всегда протекают таким образом, что число адронов (примеры: протон, нейтрон) и число лептонов (примеры: электрон, нейтрино) на входе и выходе не меняются. Даже из виртуала частицы выходят только парами, – протон-антипротон или электрон-позитрон, – чтобы общее число адронов (минус античастицы) и лептонов во вселенной не менялось. Но, как отмечалось выше, поглощая материю и испаряясь, чёрные дыры ломают шаблон.
...И это факт, действительно, бесит. Физиков. Бесит, потому что – всё сложно.
Во-первых, адронный и лептонный «заряды» правильнее называть числами. В отличие от заряда электрического, например, они не имеют физического смысла. А следовательно, законы сохранения неприменимы и в данном случае… Ну, допустим, лептонов стало на один больше или меньше, – что с того? Масса же сохранилось, а сохранение лептонного числа не принцип, а только эмпирическое правило. Правила нарушать можно, – они лишь указывают, что существует некая, непознанная пока закономерность.
С другой же стороны, данное правило лежит в основе представлений о возможных и невозможных реакциях. Криво лежит, что породило асимметрию между материей и антиматерией. Но это другой парадокс, – причём, непонятно, как-то связанный или нет с данным. В любом случае, сохранение лептонного числа играет в современной физике микромира очень важную роль.
Поглощение вещества чёрной дырой ведёт и к массе других «местных», нарушающих внутренние законы квантовой механики «несохранений». Исчезают в том числе «цвета» кварков – и все прочие квантовые числа. И, собственно, парадокс заключается в том, что предъявить за это вселенной, вроде бы, нечего. Вопрос, с какой стати всё это должно сохраняться, – правильный, хороший, но ответа он не имеет. Особенно, ответа положительного.
Просто мы моделируем процессы во вселенной, исходя из того, что некоторые числа сохраняются. И если это не так, – не сохраняются они, – нужна будет очень серьёзная доработка теорий.
Пересказывая же вышеизложенное сжато, можно отметить, что несохранение квантовых чисел при поглощении и последующем излучении материи чёрной дырой, не является нарушением действительно фундаментальных физических принципов. Но нарушает постулаты, – «внутренние принципы» современных физических теорий. Что само по себе тоже нормально, так как вопрос о необходимости доработки представлений, – хотя бы для примирения предсказаний квантовой механики и теории относительности – стоит уже очень давно.
