Fysikere løser Hawkings gåte om svarte hull

I 70-årene oppdaget Stephen Hawking noe paradoksalt ved svarte hull. I noen tilfeller er det umulig å skille dem fra hverandre og å finne fram til hvor de kommer fra. Men nå har fysikere regnet ut hvordan de svarte hullene er ulike – og formet av sitt astronomiske opphav.

I 70-årene oppdaget Stephen Hawking noe paradoksalt ved svarte hull. I noen tilfeller er det umulig å skille dem fra hverandre og å finne fram til hvor de kommer fra. Men nå har fysikere regnet ut hvordan de svarte hullene er ulike – og formet av sitt astronomiske opphav.

Shutterstock

Siden 1970-årene har Stephen Hawkings paradoks om svarte hull fått fysikere til å rive seg i håret.

Et svart hull visker så å si ut all informasjon om hvor det kommer fra. Det er ikke noen kjennetegn fra den stjernen det svarte hullet en gang var. Og det kan fysikken – som nettopp regner ut hvordan én handling forårsaker den neste – ikke gå med på.

Men nå har fysikere vist at gravitasjonsfeltet til svarte hull er avhengig av hvordan den opprinnelige stjernen så ut. Dermed blir det mulig å skille svarte hull fra hverandre – uten å ofre verken Hawkings eller Einsteins teorier.

Svarte hull sletter stamtreet

Stephen Hawkings såkalte informasjonstapsparadoks spiller de to viktigste teoriene i fysikken ut mot hverandre: Einsteins relativitetsteori mot kvantemekanikken.

Paradokset ligger i at svarte hull ifølge Einsteins generelle relativitetsteori bare har tre egenskaper vi kan observere – masse, elektrisk ladning og rotasjon. Det er ikke annen informasjon å trekke ut av de mystiske hullene.

Det betyr at to svarte hull med lik masse, ladning og rotasjon er helt like, selv om de naturligvis er to ulike objekter.

Men det går ikke, ifølge kvantemekanikken. Det må nemlig være mulig å regne ut hvorfor og hvordan én ting forårsaker en annen. Kvantefysikerne kan ikke akseptere at det blir umulig å regne seg tilbake til de svarte hullenes opphav, den opprinnelige stjernen. All informasjonen om denne stjernen går tapt i kollapsen.

Men nå har et team av britiske og amerikanske fysikere oppdaget at svarte hull ikke sletter all informasjon om fødselen sin.

Ved å utvikle en rekke avanserte formler for hvordan stjerner med ulike sammensetninger kollapser, fant forskerne fram til at de senere svarte hullene får ulike gravitasjonsfelter.

Dermed overlever informasjonen i de svarte hullene – uten at fysikerne må kassere Einsteins relativitetsteori eller kvantemekanikken.