Παρασκευή, 10 Μαρτίου 2017

Τα άστρα Πλανκ και το παράδοξο της πληροφορίας

astra-plankΣε μία εναλλακτική πρόταση κατέληξαν δύο Ευρωπαίοι φυσικοί σχετικά με ένα παράδοξο που προκύπτει με τη διατήρηση της πληροφορίας στις μαύρες τρύπες, σκιαγραφώντας ένα νέο τύπο άστρων που αποκαλούν άστρα Πλανκ.
 
Όταν σε ένα άστρο με μεγάλη μάζα εξαντληθούν τα καύσιμα, εκρήγνυται με φαντασμαγορικό τρόπο πριν ο πυρήνας του μετατραπεί σε μαύρη τρύπα.
 
Όταν σε ένα άστρο με μεγάλη μάζα εξαντληθούν τα καύσιμα, εκρήγνυται με φαντασμαγορικό τρόπο πριν ο πυρήνας του μετατραπεί σε μαύρη τρύπα. Ο κλασικός τρόπος περιγραφής της μαύρης τρύπας είναι πως πρόκειται για μία τοπική ανωμαλία στη δομή του χωροχρόνου που προκαλείται από την άπειρη πυκνότητα στο σημείο εκείνο.
 
Λαμβάνοντας υπόψη τα κβαντικά φαινόμενα που εξελίσσονται σε μία μαύρη τρύπα, η θεωρία προβλέπει πως τα αντικείμενα αυτά δε διαρκούν για πάντα. Αντίθετα, κβαντικές διακυμάνσεις στον ορίζοντα γεγονότων τους, το όριο δηλαδή πέρα από το οποίο η βαρύτητά τους είναι ανίκητη, αναγκάζουν τις μαύρες τρύπες να ακτινοβολούν, κάτι που οδηγεί σε βάθος χρόνου στην «εξάτμισή» τους.
 
Η έννοια της εξάτμισης μίας μαύρης τρύπας έχει οδηγήσει στο παράδοξο της πληροφορίας, που αφορά στο κατά πόσο χάνονται πληροφορίες κατά την όλη διαδικασία. Σύμφωνα με τη κβαντική φυσική κάτι τέτοιο δεν επιτρέπεται να συμβεί, καθώς το σύνολο των πληροφοριών που περιγράφουν ένα σύστημα καθορίζει πλήρως το μέλλον του. Το ερώτημα για το τι συμβαίνει στην πληροφορία που περιέχει μία μαύρη τρύπα όταν αυτή χάνεται, είναι στο προσκήνιο της έρευνας στην αστροφυσική, εδώ και κάποιες δεκαετίες. 
 
Ο Κάρλο Ροβέλλι από το πανεπιστήμιο της Τουλόν στη Γαλλία και η Φρανσέσκα Βιντόττο του πανεπιστημίου Radboud στην Ολλανδία, προτείνουν ως λύση στο παράδοξο τα αστέρια Πλανκ, όπου σύμφωνα με τη θεωρία τους, η φύση δεν επιτρέπει στα άστρα να συρρικνωθούν πέρα από ένα κατώτατο όριο, την πυκνότητα Πλανκ. Έτσι η συμπύκνωση του άστρου κάτω από τις βαρυτικές πιέσεις, εξισορροπείται εντέλει από κάποια κβαντική πίεση, με τον ίδιο τρόπο που τα ηλεκτρόνια «αναγκάζονται» από τη κβαντομηχανική να κινούνται σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα ενάντια στις ηλεκτρικές δυνάμεις που αναπτύσσονται.
 
Τα εξαιρετικά μικρά σε μέγεθος άστρα Πλανκ (ένα ολόκληρο άστρο συρρικνώνεται ώστε να έχει μία διάμετρο 10-10 εκατοστά) κρύβονται σύμφωνα με τους δύο επιστήμονες εντός αυτού που αποκαλούμε σήμερα ορίζοντα γεγονότων μίας μαύρης τρύπας. Όσο ο ορίζοντας ακτινοβολεί, η διάμετρός του μειώνεται έως το σημείο που θα ενωθεί με τη διάμετρο του άστρου Πλανκ, όταν και η πληροφορία που έχει παγιδευτεί εντός του μπορεί να διαφύγει, λύνοντας έτσι το παράδοξο της πληροφορίας.
 
Μία ενδιαφέρουσα πρόβλεψη της θεωρίας τους, είναι πως τα άστρα αυτά είναι εξαιρετικά βραχύβια. Σε έναν εξωτερικό παρατηρητή ωστόσο, για τον οποίο ο χρόνος διαστέλλεται από την επίδραση της βαρύτητας, φαίνεται πως διαρκούν πολύ παραπάνω.
 
Επίσης, οι δύο ερευνητές υπολόγισαν πως η απελευθέρωση της πληροφορίας θα προκαλούσε μία ακτινοβολία σε μήκος κύματος ακτινών γ (10-14 cm), κάτι που σημαίνει πως θα μπορούσαν να ανιχνευθούν από τηλεσκόπια σε τροχιά γύρω από τη Γη. Δεδομένου πως έχουν ήδη ανακαλυφθεί αναρίθμητες πηγές ακτινών γ στο Σύμπαν, δεν είναι τελείως απίθανο να έχουν ήδη παρατηρηθεί τέτοια αντικείμενα, χωρίς να έχουν γίνει αντιληπτά.