|
Параллельные миры
парадокс. Как вы помните, черные дыры не абсолютно черные, онииспускают малые количества излучения посредством туннелиро-вания. Согласно квантовой теории, существует небольшая вероят-ность того, что излучение может вырваться из тисков гравитациичерной дыры. Это приводит к медленной утечке излучения из чернойдыры. Такое излучение называется излучением Хокинга.Этому излучению, в свою очередь, присуща некоторая температу-ра (которая пропорциональна площади поверхности горизонта со-бытий черной дыры). Хокинг дал общий вывод этого уравнения, ко-торый не отличался доскональной точностью. Однако более тщатель-ный вывод потребовал бы привлечения всей мощи статистическоймеханики (основанной на подсчете квантовых состояний чернойдыры). Обычно расчеты в статистической механике осуществляютсякак подсчет количества состояний, в которых может находиться атомили молекула. Но как можно подсчитать квантовые состояния чер-ной дыры? Согласно теории Эйнштейна, черные дыры абсолютногладкие, а потому посчитать их квантовые состояния представляетсядовольно проблематичным.Ученые, занимающиеся теорией струн, изо всех сил стремилисьзакрыть этот пробел, поэтому Эндрю Стромингер и Кумрун Вафаиз Гарварда решили проанализировать черную дыру при помощиМ-теории. Поскольку с самой черной дырой работать было слишкомсложно, они избрали другой подход и задали умный вопрос: чтодуально по отношению к черной дыре? (Мы помним, что электрондуален по отношению к магнитному монополю, такому, как единич-ный северный полюс. Отсюда путем изучения электрона в слабомэлектрическом поле, что достаточно просто, мы можем проанализи-ровать гораздо более сложный эксперимент: монополь, помещенныйв очень большое магнитное поле.) Итак, ученые надеялись, что ду-альный по отношению к черной дыре объект окажется более легкимв исследовании, хотя в конечном счете они получат тот же самыйрезультат. При помощи ряда математических процедур Стромингеруи Вафе удалось показать, что черная дыра дуальна по отношению кскоплению одно-бран и пяти-бран. Это принесло ученым огромноеоблегчение, поскольку квантовые состояния этих бран были извест-ны. Когда Стромингер и Вафа затем посчитали количество квантовыхсостояний, они обнаружили, что оно в точности соответствовалорезультату, данному Хокингом.Это стало приятной новостью. Струнная теория, часто высмеи-ваемая за то, что она не связана с реальным миром, давала, возможно,самое изящное решение термодинамики черной дыры.Теперь ученые, работающие с теорией струн, пытаются подсту- следующая страница
|