บทความล่าสุดของสตีเฟ่นฮอว์คิงสร้างข่าวขึ้นมาอย่างฉับพลันแม้แต่การนำข่าวด้านธรรมชาติมาประกาศว่าไม่มีหลุมดำ ตามที่ฉันเขียนไว้ในโพสต์ก่อนหน้านี้นั่นไม่ใช่สิ่งที่ Hawking อ้างสิทธิ์ แต่ตอนนี้เห็นได้ชัดว่าการเรียกร้องของฮอว์คิงเกี่ยวกับหลุมดำนั้นผิดเพราะความขัดแย้งที่เขาพยายามพูดถึงไม่ใช่ความขัดแย้ง
ทุกอย่างลงมากับสิ่งที่เรียกว่าไฟร์วอลล์ขัดแย้งสำหรับหลุมดำ คุณสมบัติหลักของหลุมดำคือขอบฟ้าเหตุการณ์ ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำนั้นโดยทั่วไปแล้วเป็นจุดที่ไม่กลับมาเมื่อเข้าใกล้หลุมดำ ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ขอบฟ้าเหตุการณ์คือที่ที่ว่างและเวลาถูกเหยียดด้วยแรงดึงดูดที่คุณไม่สามารถหลบหนีได้ ข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์และคุณติดอยู่ตลอดกาล
ธรรมชาติทางเดียวของขอบฟ้าเหตุการณ์นี้เป็นความท้าทายมานานแล้วในการทำความเข้าใจกับฟิสิกส์แรงโน้มถ่วง ตัวอย่างเช่นขอบฟ้าเหตุการณ์หลุมดำดูเหมือนว่าจะละเมิดกฎหมายของอุณหพลศาสตร์ หนึ่งในหลักการของอุณหพลศาสตร์คือไม่มีสิ่งใดที่จะต้องมีอุณหภูมิเป็นศูนย์แน่นอน แม้แต่สิ่งที่เย็นมากก็แผ่ความร้อนออกมาเล็กน้อย แต่ถ้ามีหลุมดำดักแสงไฟก็จะไม่ปล่อยความร้อนออกมา ดังนั้นหลุมดำจะมีอุณหภูมิเป็นศูนย์ซึ่งไม่น่าจะเป็นไปได้
จากนั้นในปี 1974 สตีเฟ่นฮอว์คิงแสดงให้เห็นว่าหลุมดำเปล่งแสงเนื่องจากกลศาสตร์ควอนตัม ในทฤษฎีควอนตัมมีข้อ จำกัด เกี่ยวกับสิ่งที่สามารถรู้เกี่ยวกับวัตถุ ตัวอย่างเช่นคุณไม่สามารถรู้พลังงานที่แน่นอนของวัตถุ เนื่องจากความไม่แน่นอนนี้พลังงานของระบบสามารถผันผวนตามธรรมชาติได้ตราบใดที่ค่าเฉลี่ยยังคงไม่เปลี่ยนแปลง สิ่งที่ฮอว์คิงแสดงให้เห็นก็คือใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ของอนุภาคหลุมดำคู่หนึ่งที่สามารถปรากฏขึ้นได้ซึ่งอนุภาคหนึ่งจะติดอยู่ภายในขอบฟ้าเหตุการณ์ (ลดมวลหลุมดำเล็กน้อย) ในขณะที่อีกคู่สามารถหนีออกจากรังสีได้ พลังงานของหลุมดำ)
ในขณะที่การฉายรังสีฮอว์คิงแก้ไขปัญหาหนึ่งกับหลุมดำ แต่ก็สร้างปัญหาอื่นที่เรียกว่าไฟร์วอลล์ขัดแย้ง เมื่ออนุภาคควอนตัมปรากฏเป็นคู่พวกมันจะถูกพันกันซึ่งหมายความว่าพวกมันเชื่อมต่อกันในลักษณะควอนตัม หากหลุมดำถูกจับโดยอนุภาคหนึ่งและอีกส่วนหนึ่งหนีออกมาธรรมชาติของคู่นั้นก็จะแตกหัก ในกลศาสตร์ควอนตัมเราจะบอกว่าคู่ของอนุภาคปรากฏอยู่ในสภาพที่บริสุทธิ์และขอบฟ้าเหตุการณ์จะดูเหมือนจะทำลายรัฐนั้น
เมื่อปีที่แล้วก็แสดงให้เห็นว่าหากการแผ่รังสีฮอว์คิงอยู่ในสถานะที่บริสุทธิ์แล้วก็ไม่สามารถฉายรังสีในแบบที่อุณหพลศาสตร์ต้องการหรือจะสร้างไฟร์วอลล์ของอนุภาคพลังงานสูงใกล้พื้นผิวของขอบฟ้าเหตุการณ์ สิ่งนี้มักจะเรียกว่าไฟร์วอลล์ขัดขืนเพราะตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหากคุณอยู่ใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำคุณไม่ควรสังเกตสิ่งผิดปกติ แนวคิดพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (หลักการของความเท่าเทียมกัน) กำหนดว่าหากคุณล้มลงไปใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์อย่างอิสระไม่ควรเป็นไฟร์วอลล์ที่บ้าคลั่งของอนุภาคพลังงานสูง ในบทความของเขาฮอว์คิงเสนอทางออกให้กับความขัดแย้งนี้โดยเสนอว่าหลุมดำไม่มีขอบเขตของเหตุการณ์ แต่พวกเขามีขอบเขตที่ชัดเจนซึ่งไม่ต้องการไฟร์วอลล์เพื่อเชื่อฟังอุณหพลศาสตร์ ดังนั้นการประกาศของ "ไม่มีหลุมดำอีกต่อไป" ในสื่อยอดนิยม
แต่ไฟร์วอลล์ที่ขัดแย้งกันเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อการแผ่รังสีฮอว์คิงอยู่ในสภาวะบริสุทธิ์และกระดาษเมื่อเดือนที่แล้วโดยซาบีนโฮสเซนเฟลเดอร์แสดงให้เห็นว่าการฉายรังสีฮอว์คิงไม่ได้อยู่ในสภาวะบริสุทธิ์ ในกระดาษของเธอ Hossenfelder แสดงให้เห็นว่าแทนที่จะเป็นเพราะคู่ของอนุภาคที่พันกันแล้วการแผ่รังสีฮอว์คิงนั้นเกิดจากอนุภาคที่พันกันสองคู่ หนึ่งคู่ที่พันกันได้รับการติดกับหลุมดำในขณะที่อีกคู่หนึ่งหนีออกมาได้ กระบวนการนี้คล้ายกับข้อเสนอดั้งเดิมของ Hawking แต่อนุภาค Hawking ไม่ได้อยู่ในสถานะบริสุทธิ์
ดังนั้นจึงไม่มีความขัดแย้ง หลุมดำสามารถเปล่งแสงในแบบที่เห็นด้วยกับอุณหพลศาสตร์และภูมิภาคใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ไม่ได้มีไฟร์วอลล์เช่นเดียวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปต้องการ ข้อเสนอของ Hawking เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ไม่มีอยู่จริง
สิ่งที่ฉันนำเสนอที่นี่เป็นภาพรวมคร่าวๆของสถานการณ์ ฉันได้คัดสรรบางแง่มุมที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น สำหรับภาพรวมรายละเอียดเพิ่มเติม (และชัดเจนอย่างน่าทึ่ง) ลองดูที่โพสต์ของ Ethan Seigel บนบล็อกของเขาเริ่มด้วยบาง! ตรวจสอบโพสต์บนบล็อกของ Back Sabine ของ Sabine Hossenfelder ที่เธอพูดถึงปัญหาด้วยตัวเอง
