สตีเฟ่นฮอว์คิงเสียชีวิตวันนี้ (14 มีนาคม) โดยทิ้งงานมรดกในฐานะนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์นักสื่อสารวิทยาศาสตร์นักกิจกรรมและร่างของการชื่นชมวัฒนธรรมป๊อป และในวันที่เขาตายคำถามที่เขาหยิบยกขึ้นมาและทำงานต่อไปจนกระทั่งปีสุดท้ายของชีวิตของเขายังไม่ได้รับคำตอบ: ข้อมูลจะหายไปในจักรวาลจริง ๆ หรือไม่?
กระดาษที่โด่งดังที่สุดของฮอว์คิง "Black Hole Explosions?" ที่ตีพิมพ์เมื่อ 44 ปีที่แล้วในปี 1974 ใช้ความคิดทั้งหมดของหลุมดำตามที่นักฟิสิกส์เคยเข้าใจมาก่อน และมันก็เป็นการตีครั้งแรกของฮอว์คิงที่คำถามพื้นฐานนั้น
หลุมดำควรจะเย็นอย่างสมบูรณ์แบบในแง่ที่มันดูดซับทุกอย่าง แต่ไม่มีอะไรเลยนี่เป็นวิธีที่พวกเขาเข้าใจในช่วงต้นทศวรรษ 1970 Robert Robert McNees นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Loyola ในชิคาโกเขียนไว้ในอีเมล .
หลุมดำแบบนั้นจะไม่เปล่งพลังงานและไม่ว่าอะไรจะหนีจากมันได้ มันแค่…มีอยู่เย็นชาเงียบและนิรันดร์ กระดาษของฮอว์คิงทำให้หลุมดำมีชีวิต - และอาจเป็นไปได้
“ เมื่อสตีเฟ่นพิจารณาผลกระทบเชิงกลควอนตัมในช่วงกลางทศวรรษที่ 70 เขาค้นพบว่าโดยทั่วไปแล้วหลุมดำควรเปล่งแสงราวกับว่าพวกมันเป็นวัตถุความร้อนที่มีอุณหภูมิ” McNees บอกกับ Live Science "ถ้าพวกมันแผ่พลังงานออกมามวลของมันก็จะลดลงและเขาก็พบว่าเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อพวกมันหดตัวอุณหภูมิของพวกมันก็จะสูงขึ้น
ในที่สุดบางทีหลุมดำก็อาจจะหายไปอย่างสิ้นเชิง โดยไม่มีการปรับทฤษฏีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัมอย่างสมบูรณ์ในทฤษฎีที่แข็งแกร่งของ "แรงโน้มถ่วงควอนตัม" (สิ่งที่นักฟิสิกส์เรียกว่า "ทฤษฎีของทุกสิ่ง") ขั้นตอนสุดท้ายของการระเหยหลุมดำนั้น
“ ปัญหาคือตามการคำนวณของเขารังสีนั้นมีความร้อนอย่างสมบูรณ์แบบมันไม่เก็บข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับสถานะของวัสดุที่ก่อตัวเป็นหลุมดำและสิ่งนี้จะเป็นการละเมิดกฎพื้นฐานในกลศาสตร์ควอนตัม” McNees เขียน .
ควอนตัมฟิสิกส์ต้องการให้ในอนาคตและในอดีตของทุกอนุภาคควรเป็นไปได้ในหลักการในการคิดและเชื่อมโยงผ่านชุดของเหตุการณ์ที่ถูกผูกมัดสาเหตุและความน่าจะเป็น แต่ถ้าหลุมดำปล่อยข้อมูลอนุภาคที่ไม่ได้แยกแยะซึ่งมีประวัติของพวกมันซึ่งถูกลบทิ้งอย่างไม่สามารถกู้คืนได้ความต้องการนั้นก็จะถูกทำลายโดยพื้นฐาน
“ ความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดำ” และความพยายามที่จะแก้ไขมันได้ผลักดันงานส่วนใหญ่ในเรื่องแรงโน้มถ่วงควอนตัมนับตั้งแต่มันถูกเชื่อมต่อครั้งแรก” McNees เขียน
ฮอว์คิงเป็นนักฟิสิกส์ที่ประสบความสำเร็จมาแล้วในปี 1974 และชีวประวัติโดยย่อหลายเล่มบ่งบอกว่าหลังจากการตีพิมพ์หนังสือวิทยาศาสตร์ยอดนิยมปี 1988 ของเขาเรื่อง "ประวัติโดยย่อของเวลา" งานวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดของเขา แต่ฮอว์คิงยังคงผลิตเอกสารทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญและเป็นที่ถกเถียงกันอยู่จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ในทศวรรษนี้โต้เถียงกับความขัดแย้งที่เขาแนะนำเมื่อหลายสิบปีก่อน
ฮอว์คิงเขียนบทความเกี่ยวกับอาชีพตอนปลายที่น่าทึ่งที่สุดได้เสนอแนะหลุมดำเนื่องจากพวกเขาได้รับการเข้าใจแบบคลาสสิกแล้วว่าไม่มีอยู่จริง
ใน "การเก็บรักษาข้อมูลและพยากรณ์อากาศสำหรับหลุมดำ" ตีพิมพ์ในปี 2014 เขาแนะนำว่า "ขอบฟ้าเหตุการณ์" รอบ ๆ หลุมดำจุดที่เกินกว่าที่แสงไม่สามารถหลบหนีได้ เขาเขียนว่ามีเส้นขอบฟ้า "ชัดเจน" ของแสงที่ติดอยู่ซึ่งอาจจางหายไปและอนุญาตให้แสงหนี
“ การไม่มีขอบเขตของเหตุการณ์หมายความว่าไม่มีหลุมดำ - ในแง่ของระบอบการปกครองที่แสงไม่สามารถหลบหนีไปสู่ความไม่มีที่สิ้นสุด” ฮอว์คิงเขียน
นอกจากนี้เขายังแนะนำปัญหาพื้นฐานบางประการเกี่ยวกับคุณสมบัติทางฟิสิกส์จำนวนหนึ่งซึ่งมีสาเหตุมาจากหลุมดำเช่น "ไฟร์วอลล์" รอบ ๆ ขอบเขตของพวกเขาที่ทำลายผู้สังเกตการณ์ที่พยายามเข้ามา
นั่นไม่ใช่คำพูดสุดท้ายของวิทยาศาสตร์ของฮอว์คิง เมื่อเร็ว ๆ นี้ในปี 2559 Hawking ได้ตีพิมพ์บทความกับ Malcolm Perry นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และ Andrew Strominger นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัย Harvard ที่เรียกว่า "Soft Hair on Black Holes"
ทีมวิจัยแย้งว่าหลุมดำนั้นถูกล้อมรอบด้วยอนุภาค "อ่อน" หรือเป็นศูนย์พลังงานซึ่งพวกมันเรียกว่าผม ผมพวกนั้นเขียนเก็บข้อมูลที่หายไปของอนุภาคที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำบน "แผ่นโฮโลแกรม" ที่อยู่นอกขอบเขตของหลุมดำ ดังนั้นข้อมูลในขณะที่พลัดถิ่นจึงไม่สูญหายอย่างแท้จริง
“ คำอธิบายที่สมบูรณ์ของแผ่นโฮโลแกรมและการแก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูลยังคงเป็นความท้าทายที่เปิดกว้างซึ่งเราได้นำเสนอเครื่องมือใหม่และเป็นรูปธรรมในการแก้ไขปัญหา” พวกเขาเขียน
แม้ใกล้จะสิ้นสุดชีวิตของเขาฮอว์คิงยังคงเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานอยู่มากนำเสนอแนวคิดที่ก้าวหน้าในสาขาของเขาและความคิดที่เพื่อนร่วมงานของเขาปฏิเสธ
"มันเป็นความประทับใจของฉันที่กระดาษ 2014 ไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางกระดาษ 2016 ในทางกลับกันซึ่งทำงานกับ Perry และ Strominger เป็นทิศทางที่ผู้คนยังคงทำงานอยู่" McNees เขียน
"ข้อมูลหลุมดำขัดแย้งกันเป็นหนึ่งในคำถามที่กำหนดไว้สำหรับคนที่ทำงานเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงควอนตัมและในขณะที่มันยังไม่ได้รับคำตอบฉันคิดว่ามันเป็นคำถามที่น่าสนใจที่สุดที่เกิดขึ้น"
