No kada to izjavi jedan od utemeljitelja ideje o crnim rupama britanski fizičar Stephen Hawking, onda vrijedi pokušati shvatiti o čemu je zapravo riječ.

U novom radu koji je prošli tjedan objavljen u arXivu na internetu Hawking odustaje od koncepta tzv. horizonta događaja, nevidljivog kruga oko svake crne rupe koji označava granicu područja iz kojeg ništa što u njega uđe, pa čak ni svjetlost, više nikada ne može izaći.

Umjesto njega slavni znanstvenik predlaže mnogo benigniju verziju tzv. 'prividnog horizonta' koji samo privremeno zarobljava materiju i energiju da bi je prije ili kasnije oslobodio u prilično izobličenom obliku.

'U klasičnoj teoriji nema izlaska iz crne rupe', rekao je Hawking za časopis Nature. Međutim, kvantna teorija, kaže, omogućuje da energija i informacije pobjegnu iz crne rupe. Slavni fizičar priznaje da bi za potpuno objašnjenje cijelog procesa trebala teorija koja uspješno povezuje gravitaciju s ostalim fundamentalnim silama prirode – jakom i slabom atomskom silom te elektromagnetizmom. Nažalost, znanstvenici za takvom teorijom bezuspješno tragaju već gotovo stotinu godina.

Rješenje neugodnog paradoksa 'vatrenog zida'

Hawking je svoj rad nazvao 'Očuvanje informacije i vremenska prognoza za crne rupe'. U njemu je pokušao riješiti paradoks tzv. vatrenog zida crne rupe koji muči znanstvenike već dvije godina od kada su ga otkrili teorijski fizičar Joseph Polchinski i njegovi kolege s Instituta Kavli u Santa Barbari.

U zamišljenom eksperimentu američki je tim postavio pitanje što bi se dogodilo kada bi astronaut upao u crnu rupu. Horizonti događaja su matematički jednostavne posljedice Einsteinove opće teorije relativnosti na koje je prvi ukazao njemački astronom Karl Schwarzschild još 1915. u pismu Einsteinu, samo mjesec dana nakon objavljivanja teorije. Prema toj slici astronaut bi sretno prošao horizont događaja nesvjestan svoje kobne sudbine, a potom bi ga crna rupa razvukla poput špageta te konačno u svojoj beskonačno gustoj jezgri sabila u točku.

Analizirajući ovu predodžbu Polchinski i kolege su došli do neočekivane spoznaje da bi zakoni kvantne mehanike koji upravljaju zbivanjima u 'mikrosvijetu', potpuno promijenili situaciju. Naime, prema kvantnoj teoriji horizont događaja bi se morao transformirati u područje visoke energije, svojevrsni vatreni zid, koji bi astronauta spalio u prah i pepeo.

Ova je realizacija izazvala uzbunu jer se protivi općoj teoriji relativnosti prema kojoj bi zakoni fizike svuda u svemiru trebali izgledati jednako svim ljudima bez obzira da li upadaju u crnu rupu ili lebde u praznom međugalaktičkom prostoru. Drugim riječima prema Einsteinu horizont događaja bi astronautu koji kroz njega prolazi trebao biti neprimjetan.

Kako je Hawking u novom radu riješio ovu kontradikciju? Prilično jednostavno. U crnim rupama kvantna mehanika i opća relativnost funkcioniraju kao što funkcioniraju uvijek i svugdje no one nemaju horizonte događaja koji bi sagorjeli astronaute. Ključ ove ideje je da kvantni efekti oko crne rupe uzrokuju tako snažne, nepredvidive fluktuacije prostora-vremena da se oštra granica jednostavno ne može stvoriti.

Umjesto oštre granice horizonta događaja Hawking predlaže ideju o 'prividnom horizontu', površini duž koje će zrake svjetlosti koje pokušavaju pobjeći iz crne rupe biti zaustavljene. U nekoj budućnosti one bi se eventualno mogle čak osloboditi i pobjeći iz crne rupe.

Tako zamišljene crne rupe mogle bi rasti ako progutaju dovoljno materije, a mogle bi se i smanjivati emisijom tzv. Hawkingovog zračenja koje je britanski fizičar opisao još 1970-ih.

Hawking kaže da nepostojanje horizonta događaja znači da zapravo nema crnih rupa iz kojih svjetlost nikada ne može pobjeći.

Neki su fizičari pozdravili nove Hawkingove ideje kao razumne, međutim ima ih i koji su ukazali da one uvode neke radikalne koncepte, primjerice da bi prividni horizont s vremenom mogao nestati pa čak i da u jezgri crne rupe ne bi moralo biti singularnosti, odnosno mjesta u kojem prostorno-vremenska krivulja postaje beskonačna i gdje gravitacione sile postaju beskonačno jake. Umjesto toga materija bi mogla biti samo privremeno zarobljena iza prividnog horizonta, crna rupa bi je privlačila prema središtu, no ona nikada ne bi bila zdrobljena u njezinu središtu. Informacije o takvoj materiji nikada ne bi bile izgubljene već bi se s vremenom jako iskrivile te bi u potpuno drugačijem obliku bile emitirane kroz Hawkingovo zračenje tako da nitko ne bi mogao reći kakve je objekte crna rupa progutala. Bilo bi ih teže dešifrirati nego spaljene stranice knjige. U svojem radu Hawking to uspoređuje s prognoziranjem vremena u dalekoj budućnosti.

Naravno, tek će budućnost pokazati odgovara li ovo što Hawking tvrdi stvarnim zbivanjima u svemiru.