Тезаурус незнаний. Парадокс чёрной дыры!

  Желающий парадоксами наслаждаться
Должен во многих науках хорошо разбираться!

   Главный результат применения квантовой теории к чёрной дыре состоит в том,
что она постепенно испаряется благодаря гипотетическому излучению Хокинга.
  Это значит, что настанет такой момент, когда масса чёрной дыры снова уменьшится до первоначального значения (перед бросанием в неё тела).
   Таким образом, в результате становится очевидно, что чёрная дыра превратила исходное тело в поток разнообразных излучений, но сама при этом не изменилась (поскольку она вернулась к исходной массе).
   Испущенное излучение при этом совершенно не зависит от природы попавшего в неё тела.
То есть, чёрная дыра уничтожила попавшую в неё информацию, содержащуюся в теле.
    В этой ситуации становится очевидным следующий парадокс.
Если мы рассмотрим падение в чёрную дыру и последующее испарение для квантовой системы, находящейся в каком-либо чистом состоянии, то - поскольку чёрная дыра в результате не изменилась –  получим преобразование исходного чистого состояния в «тепловое» (смешанное) состояние.
   Такое преобразование неунитарно, а вся квантовая механика строится на унитарных преобразованиях.
    Таким образом, эта ситуация противоречит исходным постулатам квантовой механики.
Разрешение этого противоречия - необходимый шаг на пути построения квантовой гравитации.
_________
   Согласно теореме Биркгофа, гравитационное поле любого сферически симметричного распределения материи вне её даётся решением Шварцшильда. Поэтому слабо вращающиеся чёрные дыры, как и пространство-время вблизи Солнца и Земли, в первом приближении тоже описываются этим решением.
   Две важнейшие черты, присущие чёрным дырам в модели Шварцшильда - это наличие горизонта событий (он по определению есть у любой чёрной дыры) и наличие  сингулярности, которая отделена этим горизонтом от остальной Вселенной /гравитационная сингулярность (иногда сингулярность пространства-времени) - подмножество в пространстве-времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в неё геодезическую линию. В таких областях становится неприменимым базовое приближение большинства физических теорий, в которых пространство-время рассматривается как гладкое многообразие без края./
   Решением Шварцшильда точно описывается изолированная невращающаяся, незаряженная и не испаряющаяся чёрная дыра (это сферически симметричное решение уравнений гравитационного поля (уравнений Эйнштейна) в вакууме). Её горизонт событий — это сфера, радиус которой, определённый из её площади.
   Все характеристики решения Шварцшильда однозначно определяются одним параметром  -  массой.
   Чёрная дыра с массой, равной массе Земли, обладала бы радиусом Шварцшильда около 9 мм (то есть Земля могла бы стать чёрной дырой, если бы что-либо смогло сжать её до такого размера).
   Для Солнца радиус Шварцшильда составляет примерно 3 км.
   Такая же величина гравитационного радиуса получается в результате вычислений на основе классической механики и ньютоновской теории тяготения. Данный факт не случаен, он является следствием того, что классическая механика и ньютоновская теория тяготения содержатся в общей теории относительности как её предельный случай.


Рецензии