Strona głównaPytania → Czarne dziury i „firewall”

Czarne dziury i „firewall”

Pytanie

Pyta Marcin

1. Co by było gdyby do horyzontu zdarzeń zbliżyć elektron, ale na tylko tyle, by tylko połowa elektronu przekroczyła horyzont zdarzeń? Taka operacja musiałaby być przeprowadzona z chirurgiczną precyzją, ale chyba jest to realne. Co stałoby się w takim przypadku?
2. Czy jeśli włożę palec do horyzontu zdarzeń, to czy będę mógł nim wewnątrz poruszać, czy też stracę w nim czucie i mój palec zniknie?
3. Czy astronauta przekroczywszy horyzont zdarzeń będzie jeszcze przez jakiś czas żył, czy od razu pogrąży się w nicości?

Odpowiedź

Odpowiada dr hab. Piotr Sułkowski

1. Na gruncie obecnych teorii nie jesteśmy w stanie stwierdzić, co by się stało z elektronem przekraczającym horyzont czarnej dziury. Zasadniczy problem jest taki, że elektron jest obiektem opisywanym przez mechanikę kwantową (i w związku z tym w ogóle nie bardzo ma sens mówić o jego „połowie” — nie da jej się zdefiniować w mechanice kwantowej); natomiast czarna dziura jest obiektem stosunkowo dobrze rozumianym w ogólnej teorii względności, która jest teorią klasyczną. Opis zachowania elektronu w okolicy czarnej dziury wymagałby sformułowania kwantowej teorię grawitacji, której dotychczas nie znamy.

2. & 3. Również nie bardzo wiadomo co by się działo z makroskopowym obiektem przekraczającym horyzont czarnej dziury — natomiast bardzo możliwe, że takie zjawisko także wymagałoby zrozumienia znaczenia efektów mechaniki kwantowej w opisie czarnych dziur. W samym środowisku naukowym w ostatnim czasie wywiązała się gorąca (!) dyskusja na ten temat. Mianowicie sformułowana została hipoteza, że takiemu przekraczaniu towarzyszyłoby zjawisko określone jako „firewall”, w wyniku którego obiekt próbujący przekroczyć horyzont czarnej dziury po prostu zostałby zniszczony, a w zasadzie spalony (zatem, gdyby ta hipoteza była prawdziwa, to stanowiłaby odpowiedź na pytania 2. i 3.). O gorącym charakterze dyskusji na ten temat świadczy zarówno to, że oryginalna praca na ten temat ma już kilkaset cytowań, jak też to, że o pomyśle tym przeczytać można nawet w popularnych mediach:

http://nt.interia.pl/raporty/raport-kosmos/astronomia/news-teoria-firewalli-czarnych-dziur-wstrzasnela-fizyka,nId,1050131

http://wyborcza.pl/1,75400,15520138,Hawking_walczy_z_czarnymi_dziurami__Czy_otacza_je.html

http://www.polskieradio.pl/23/266/Artykul/1034180,Stephen-Hawking-czarne-dziury-nie-istnieja

Hipoteza „firewall” jest bardzo interesująca, ale wciąż jest tylko hipotezą, która ma zarówno bardzo dużo zwolenników, jak też przeciwników. Temat jest zatem otwarty i wciąż nie ma jednoznacznej konkluzji — w związku z tym, niestety, sami też nie jesteśmy w stanie jej tutaj przekazać…