Khi lỗ đen dần biến mất qua bức xạ Hawking, thông tin của chúng có thể được lưu giữ trong các gợn sóng nhỏ của không-thời gian, theo một lý thuyết mới.
Không gì có thể thoát khỏi chân trời sự kiện của lỗ đen, nhưng nghiên cứu mới đây gợi ý rằng chúng có thể rò rỉ thông tin một cách bí mật. Sự rò rỉ đó sẽ xuất hiện dưới dạng những dấu hiệu cực kỳ tinh tế trong sóng hấp dẫn, nhóm tác giả của nghiên cứu cho biết hiện chúng ta đã biết cách để tìm kiếm chúng.
Năm 1976, Stephen Hawking làm chấn động giới vật lý thiên văn với khám phá rằng lỗ đen không hoàn toàn đen. Thay vào đó, chúng phát ra một lượng bức xạ rất nhỏ và, nếu đủ thời gian, có thể phát ra đến mức biến mất hoàn toàn. Nhưng điều này đã đặt ra một vấn đề lớn. Thông tin đi vào lỗ đen khi chúng nuốt chửng vật chất, và thông tin đó không thể thoát ra. Tuy nhiên, bức xạ Hawking không mang theo bất kỳ thông tin nào. Vậy điều gì xảy ra với thông tin khi lỗ đen biến mất?
"Nghịch lý thông tin lỗ đen" này đã gây đau đầu cho các nhà nghiên cứu trong nhiều thập kỷ, và họ đã phát triển nhiều giải pháp tiềm năng. Một trong số đó được gọi là phi bạo lực phi cục bộ. Trong kịch bản này, bên trong của lỗ đen được kết nối với bên ngoài qua "phi cục bộ lượng tử" - trong đó các hạt có liên đới chia sẻ cùng một trạng thái lượng tử - một hiệu ứng mà Einstein gọi là "hành động kỳ lạ ở khoảng cách xa." Sự phi cục bộ này là "phi bạo lực" vì không có những hiện tượng năng lượng cao như vụ nổ hoặc hợp nhất gây ra các sóng hấp dẫn tiếp theo. Thay vào đó, chúng được gây ra bởi các kết nối lượng tử giữa bên trong và bên ngoài của lỗ đen.
Nếu giả thuyết này đúng, không-thời gian xung quanh lỗ đen sẽ mang theo những nhiễu loạn nhỏ không hoàn toàn ngẫu nhiên. Thay vào đó, các biến đổi này sẽ liên quan với thông tin bên trong lỗ đen. Sau đó, khi lỗ đen biến mất, thông tin sẽ được lưu giữ bên ngoài nó, và như vậy nghịch lý được giải quyết.
Trong một bài báo gần đây đang đợi bình duyệt, các nhà nghiên cứu tại Caltech đã điều tra giả thuyết hấp dẫn này để khám phá cách chúng ta có thể kiểm chứng nó.
Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng các tương quan lượng tử phi cục bộ này không chỉ để lại dấu vết trong không-thời gian xung quanh lỗ đen; chúng còn để lại dấu vết trong sóng hấp dẫn phát ra khi các lỗ đen hợp nhất. Dấu vết này tồn tại dưới dạng những dao động nhỏ trên tín hiệu sóng hấp dẫn chính, nhưng chúng có một phổ đặc trưng có thể phân biệt rõ ràng với các sóng thông thường.
Các nhà nghiên cứu đã phác thảo một chương trình để tách biệt tín hiệu đặc biệt này. Họ nhận thấy rằng các thiết bị phát hiện sóng hấp dẫn hiện tại, như LIGO và Virgo, không đủ nhạy để xác định một cách toàn diện xem liệu phi bạo lực phi cục bộ có phải là một giải pháp chính xác cho nghịch lý thông tin lỗ đen hay không. Nhưng các thiết bị thế hệ tiếp theo hiện đang được thiết kế và xây dựng có thể làm được điều đó.
Bryan
Theo Livescience
