スティーブン・ホーキング、ブラックホールのパラドックスの「内部を解明」することを目指す

ブラックホールに落ちたらどうなるでしょうか？

この質問は面白いだけでなく（理論によってはスパゲッティに変身するかもしれない）、理論物理学者にとっても重要です。残念ながら、彼らは単一の粒子が落ちたときに何が起こるのかさえ確信しておらず、これは物理学における 40 年間の大きな問題となっています。

量子論（小さな粒子の働きを規定する法則）によれば、ブラックホールに落ちたものは永遠に失われる。しかし、アインシュタインの一般相対性理論によれば、それは不可能だ。宇宙の物質の総量は一定でなければならない。

長年にわたり、科学者たちはこのパラドックスを解決しようとするさまざまな理論を考案してきました。昨日、スウェーデンでの会議で、有名な物理学者スティーブン・ホーキング博士が立候補しました。

ホーキング博士は、情報がブラックホールに落ち込むと、ブラックホールを囲む膜のような「事象の地平線」の表面で2Dホログラムに変換される可能性があると示唆している。これらのコピーには「本来失われるはずだったすべての情報が含まれている可能性がある」とホーキング博士は言う。

実際に到達した物質については、ブラックホールが大きくて回転している場合、その物質は別の宇宙に行き着く可能性があると彼は推測している。

しかし、こうした考えは実は以前からあった。ホーキング博士の発表はそれよりも深いところまで踏み込んでいる。この騒ぎの原因を説明するために、ポピュラーサイエンス誌はカリフォルニア工科大学の理論物理学大学院生、グラント・レメン氏に話を聞いた。

ボンネットの中を覗く

ブラックホールからは何も逃げられない、そうでしょう？違います！何年も前、ホーキング博士は、実は熱は逃げられることを実証しました。ブラックホールが吐き出す物質は、彼にちなんで「ホーキング放射」と呼ばれています。

ホーキング放射は、ブラックホールに落ちた情報に何が起こるかという謎を解こうとする理論のほとんどで重要な役割を果たしています。ホーキング放射が単なる熱であれば、情報は本当に永久に消えてしまうことを意味し、私たちが宇宙を支配していると考える法則には大きな穴があいていることになります。

情報がブラックホールから出ないのであれば、それは私たちが宇宙を支配していると考えている法則に何か重大な問題があることを意味します。

しかし、ホーキング放射に他の小さな情報も含まれていれば、パラドックスを解決するのに十分である可能性があります。

この考えも古いものだが、ホーキング博士が他の研究者と違うのは、その情報がどのようにホーキング放射粒子にエンコードされるのかを説明しようとしていることだとレメン氏は言う。

「彼は、内部に潜入して、『情報を投げ込んだら、それがどうやって出てくるのか』と問おうとしているのです」とレメン氏は言う。「出てくるはずだと言うことと、それがどうやって出てくるのかを実際に解明することは別の話です。これは非常に重要な課題です。彼は基本的に、ブラックホールの情報問題に新しい、より具体的な方法で取り組もうとしているのです。」

情報がどのようにホーキング放射に転写されるかについては、ホーキングが論文を発表するまで待たなければならないだろうとレメン氏は言う。

役に立つホログラム

では、ホーキング博士が話していたホログラムとは一体何なのでしょうか? この情報パラドックスはどのようにして解決されるのでしょうか?

「あなたが、ありふれた普通のブラックホールの外に座っていて、何かを中に落としたとしましょう」とレメンは言う。「それが百科事典だとしましょう」。あなたはその本がブラックホールに向かって落ちていくのを眺めるが、ある時点で、その本はブラックホールの表面で凍りつくように見える。たとえ無限の時間待つことができたとしても、その本が事象の地平線を越えるのを見ることは決してないだろう。