Găurile negre, aceste obiecte misterioase și puternice din Univers, au captivat imaginația oamenilor de știință de zeci de ani. Aceste regiuni ale spațiului în care gravitația este atât de puternică încât nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa, pun o întrebare fascinantă: ce se întâmplă cu informația atunci când este absorbită de o gaură neagră? Acest mister se află în centrul paradoxului informațional al găurii negre, o problemă care sfidează legile fundamentale ale fizicii și care a ocupat cercetătorii de mai bine de patruzeci de ani. Este posibil ca informațiile să se piardă pentru totdeauna? Sau există vreo modalitate prin care să scape înainte ca gaura neagră să dispară? Aceste întrebări alimentează o nouă teorie care ar putea schimba înțelegerea noastră despre Univers.
În 1976, Stephen Hawking a făcut o descoperire revoluționară: găurile negre nu sunt complet negre. Spre deosebire de ceea ce se credea anterior, aceste obiecte masive, care înghit tot ceea ce se apropie prea mult, nu pur și simplu aspiră materie și lumină fără să lase urme. Ei emit de fapt radiații, numite radiații Hawking, care le permit să piardă încet din masă și să se evapore în timp. Acest fenomen provoacă ideea că nimic nu poate scăpa într-o gaură neagră. Această radiație are o problemă majoră: nu poartă nicio informație. Acest lucru pare paradoxal, pentru că dacă o gaură neagră dispare în timp ce emite această radiație, ce se întâmplă cu informațiile pe care le-a absorbit? În lumea fizicii cuantice, ideea că informația poate fi pierdută contravine unei reguli fundamentale: informația nu poate fi distrusă. Acest lucru creează o aparentă contradicție. În teorie, ar trebui să existe o cale prin care aceste informații să scape, dar radiația Hawking nu pare să le poarte.
Deci, ce se întâmplă când gaura neagră se evaporă complet? Informațiile pe care le-a absorbit rămân prinse în interior sau există un alt mecanism care îi permite să scape? Această dilemă, cunoscută sub numele de paradoxul informației găurii negre, a tulburat cercetătorii de zeci de ani, iar răspunsurile rămân încă incerte.
Pentru a rezolva paradoxul informației găurii negre, de-a lungul anilor au fost propuse mai multe soluții. Dintre acestea, unul iese în evidență: teoria non-localității nonviolente. Ea a fost prezentată într-o postare pe baza de preprinturi arXiv. Această ipoteză sugerează că interiorul unei găuri negre nu este izolat de exterior, ci că există conexiuni cuantice care leagă aceste două regiuni în mod invizibil. Cu alte cuvinte, particulele din interiorul găurii negre și din exterior ar putea avea aceeași stare cuantică, ceea ce creează un fel de legătură între cele două. Acest fenomen este o formă de non-localitate, un efect ciudat pe care fizicianul Albert Einstein l-a descris drept acțiune ciudată la distanță. În acest context, s-a referit la capacitatea particulelor de a „comunica” instantaneu, chiar și atunci când sunt separate de distanțe enorme, fără a exista nicio interacțiune directă. Acest lucru contravine intuiției noastre obișnuite că informațiile pot fi transmise doar prin spațiul fizic.
În cazul găurilor negre, non-localitatea este descrisă ca non-violentă deoarece nu dă naștere unor evenimente spectaculoase precum explozii sau fenomene cataclismice. În schimb, această conexiune cuantică ar produce perturbări subtile în spațiu-timpul din vrcinătatea găurii negre. Aceste mici variații ar fi amprente ale informațiilor absorbite de gaura neagră și ar putea, teoretic, să permită acestor informații să scape treptat. Astfel, informația nu s-ar pierde definitiv, ci ar putea fi transferată în afara găurii negre, ceea ce rezolvă parțial paradoxul.
Cum putem testa această idee pentru a vedea dacă informațiile dintr-o gaură neagră ar putea fi stocate și apoi „dezvăluite” sub forma unor mici fluctuații în spațiu-timp? Cercetătorii au găsit o cale interesantă studiind undele gravitaționale. Aceste ondulații ale spațiu-timpului sunt generate de evenimente masive din Univers, cum ar fi fuziunea a două găuri negre. Conform teoriei non-localității nonviolente, aceste mici fluctuații care apar în interiorul găurii negre s-ar putea manifesta și ca semnale în undele gravitaționale.
Undele gravitaționale sunt deja folosite pentru a detecta evenimente cosmice îndepărtate. De exemplu, observatoarele LIGO și Virgo au făcut posibilă detectarea coliziunilor găurilor negre, ceea ce oferă o fereastră unică asupra fenomenelor cosmice. Cercetătorii cred că aceste mici variații, numite semnături cuantice, ar putea fi prezente în undele gravitaționale emise în timpul fuziunii găurilor negre. Aceste semnături ar fi perturbări foarte subtile care se manifestă ca ușoare fluctuații deasupra semnalului principal al undei gravitaționale. Ceea ce le face interesante este spectrul lor unic, care ar face posibilă distingerea lor de semnalele obișnuite legate de evenimentele clasice.
Din păcate, deși această teorie este fascinantă, detectoarele de azi nu sunt suficient de sensibile pentru a detecta aceste fluctuații subtile. Deși puternice, instrumente precum LIGO sau Virgo nu pot capta încă aceste detalii minuscule în undele gravitaționale. Acești detectoare pot măsura schimbările în spațiu-timp cu mare precizie, dar nu la un nivel suficient pentru a detecta aceste amprente cuantice mici.
Totuși, știm că noi instrumente sunt în curs de dezvoltare. Datorită capacităților lor de detectare mult mai fine, aceste observatoare ar trebui să poată capta aceste semnături subtile în unde gravitaționale și să ofere astfel un mijloc direct de testare a ipotezei non-localității nonviolente. Capacitatea de a testa această teorie folosind unde gravitaționale ar fi o descoperire majoră pentru cercetători. Dacă această ipoteză este adevărată, ar putea rezolva unul dintre cele mai mari mistere ale fizicii moderne. Nu numai că ar face posibilă înțelegerea modului în care informațiile sunt păstrate în Univers, ci și dezvăluirea secretului găurilor negre, care sunt adesea percepute ca obiecte enigmatice și inaccesibile.
