ตามทฤษฎีของ สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) นักฟิสิกส์ผู้โด่งดังได้กล่าวไว้ว่า หลุมดำ นั้นปล่อยพลังงานความร้อนออกมาอย่างช้า ๆ ซึ่งเรียกกันว่า ‘รังสีฮอว์คิง’ แต่เนื่องจากมันเป็นลักษณะการพาความร้อน รังสีจึงไม่สามารถส่งข้อมูลได้ นั่นหมายความว่ากระบวนการนี้ได้ทำลายข้อมูลทั้งหมด ซึ่งรวมถึงข้อมูลที่มันเคยเป็นดวงดาวมาก่อน

กระนั้นกฎของกลศาสตร์ควอนตัมได้กล่าวไว้อย่างชัดเจนว่า ข้อมูลใดๆ ก็ตาม ในจักรวาล ไม่สามารถถูกทำลายได้ จึงกลายเป็นปัญหาระหว่าง ‘ฟิสิกส์คลาสสิค’ และ ‘ ฟิสิกส์ควอนตัม’ ที่ได้สร้างปัญหาให้กับนักจักรวาลวิทยามานานหลายสิบปี ซึ่งเป็นที่รู้จักในชื่อ ‘Hawking information paradox”

อย่างไรก็ตาม รายงานที่เผยแพร่ในวารสาร Physics Letters B. โดยเซเวียร์ คาลเมต (Xavier Calmet) ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยซัสเซ็กส์ (University of Sussex) และเพื่อนร่วมงานได้เสนอว่า ‘รังสีฮอว์คิง’ ไม่ใช่รังสีที่แผ่ความร้อน และมันสามารถเผยข้อมูลช่วงชีวิตของดวงดาวก่อนจะกลายเป็นหลุมดำกลับมาได้ แต่ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างข้อมูลนั้นด้วยความรู้และเทคโนโลยีปัจจุบัน

“ฟิสิกส์ควอนตัมไม่อนุญาตให้ข้อมูลถูกทำลาย ซึ่งหมายความว่า ‘ชีวิตก่อนหลุมดำ’ อาจถูกย้อนกลับได้” คาลเมตกล่าว “เมื่อดูจากรังสีแล้ว เราน่าจะสร้างหลุมดำเดิมขึ้นมาใหม่ได้ แล้วจึงสร้างเรื่องราวของดาวได้ใหม่ในที่สุด”

อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยเสนอสิ่งที่เรียกว่า ‘เส้นควอนตัม’ (Quantum hair) ไว้ตั้งแต่ปี 2022 ซึ่งก็คือร่องรอยจางๆ ที่หลุมดำทิ้งไว้ในสนามความโน้มถ่วง พวกเขากล่าวว่า เมื่อสสารยุบตัวลงกลายเป็นหลุมดำ มันจะ ‘ทิ้งรอย’ ประทับไว้ และร่องรอยนั้นเป็นสิ่งที่รักษา ‘ข้อมูลกลไกดวงดาว’ เอาไว้ ซึ่งเป็นสิ่งที่ฮอว์คิงไม่ได้ทำตอนเขาขบคิดปัญหาหลุมดำ

“ในขณะที่การแก้ไขความโน้มถ่วงของควอนตัมเหล่านี้ดูเป็นเรื่องเล็กน้อย แต่มันก็มีความสำคัญต่อการระเหยของหลุมดำ” คาลเมตระบุ “เราสามารถแสดงให้เห็นว่าผลกระทบเหล่านี้ไม่ใช่การแผ่รังสีแบบความร้อน กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันคือการแยกตัวประกอบในแรงโน้มถ่วงควอนตัม ดังนั้น การแผ่รังสีนี้จึงสามารถบรรจุข้อมูลได้”

ทว่า ตอนนี้แนวคิดเหล่านี้ยังเป็นแค่ ‘ข้อมูลทางคณิตศาสตร์’ ที่เป็นนามธรรมอยู่ การดึงข้อมูลโดยบุคคลภายนอกผ่านรังสีฮอว์คิงนั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากต้องใช้เครื่องมือที่มีความไวสูงมาก และมีขนาดเล็กมาก

แต่การจำลองมันบนกระดาษก็แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้เช่นเดียวกับตอนที่ไอน์สไตน์ค้นพบหลุมดำของเขาบนสมุด และนักวิทยาศาสตร์ก็สังเกตมันได้จริงในเวลาต่อมา ข้อมูลทางคณิตศาสตร์เหล่านี้จึงมีค่ามากเสมอ

Photograph by NASA

ที่มา

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269323001545

https://www.livescience.com/stephen-hawkings-famous-black-hole-paradox-may-finally-have-a-solution

https://www.theguardian.com/science/2022/mar/17/quantum-hair-could-resolve-stephen-hawking-black-hole-paradox-say-scientists

อ่านเพิ่มเติม รวมคำทำนายของ สตีเฟน ฮอว์คิง อัจฉริยะแห่งยุคผู้ล่วงลับ