Bài viết cuối cùng của Stephen Hawking vừa được các đồng nghiệp của ông đăng trên tạp chí in trước arXiv. Nhóm nghiên cứu đã hoàn thành nghiên cứu một vài ngày trước khi Hawking qua đời vào tháng 3.
Nó là thứ ba trong một loạt các bài báo liên quan đến một khái niệm mà Hawking đã dành hàng thập kỷ để suy ngẫm: nghịch lý thông tin về lỗ đen. Đây là cách nó diễn ra:
Lỗ đen là những vật thể cực kỳ dày đặc, cong vênh không gian có thể hình thành khi các ngôi sao va chạm hoặc các ngôi sao khổng lồ tự sụp đổ. Vật lý cổ điển cho thấy rằng không có gì có thể thoát khỏi một lỗ đen, thậm chí là ánh sáng. Nhưng vào những năm 1970, Hawking đã đề xuất rằng các lỗ đen có thể có nhiệt độ và có thể từ từ rò rỉ ra các hạt lượng tử. Hiệu ứng "bức xạ Hawking" này có nghĩa là, cuối cùng, lỗ đen sẽ bốc hơi, để lại một khoảng trống trông giống nhau cho mỗi lỗ đen bốc hơi, bất kể nó ăn gì trong suốt cuộc đời.
Ý tưởng này đã đặt ra một vấn đề: Trong suốt cuộc đời của nó, lỗ đen đã nuốt rất nhiều thông tin dưới dạng các thiên thể, nhưng thông tin đó đã đi đâu? Các định luật vật lý ra lệnh rằng không có thông tin nào bị mất: Nếu thông tin tồn tại trong quá khứ, chúng ta sẽ có thể khôi phục nó. Do đó, nghịch lý.
Năm 2016, Hawking và nhóm của ông đã đề xuất rằng các lỗ đen có thể có "những sợi lông mềm" được tạo thành từ các photon (hạt ánh sáng) hoặc graviton (hạt giả thuyết hấp dẫn) lưu trữ ít nhất một số thông tin này, Live Science đã báo cáo trước đây. Những sợi lông mềm mại này bao quanh "chân trời sự kiện" của lỗ đen - một ranh giới mà không thứ gì, thậm chí không ánh sáng có thể thoát ra.
Trong bài báo mới, Hawking và nhóm của ông đã tìm thấy một cơ chế - dựa trên các giả định chưa được chứng minh - để đếm lượng thông tin mà những sợi lông mềm có thể mang theo. "Nó đồng ý với công thức nổi tiếng hiện được ghi trên bia mộ của Stephen", tác giả cao cấp Andrew Strominger nói với Live Science trong một email. Công thức mà ông đang đề cập đến được gọi là "phương trình Hawking", và nó mô tả cách các lỗ đen phát ra bức xạ Hawking.
Khi một lỗ đen nuốt một vật thể, nhiệt độ của nó sẽ thay đổi, có nghĩa là entropy của nó - hoặc sự rối loạn của các hạt của nó - cũng phải thay đổi (nhiệt độ cao hơn có nghĩa là các hạt di chuyển nhanh hơn, có nghĩa là rối loạn nhiều hơn). Trong nghiên cứu mới, Hawking và các đồng nghiệp đã chỉ ra rằng "mái tóc mềm" thực sự có thể ghi lại entropy của một lỗ đen, theo The Guardian.
Một đồng nghiệp khác của Hawking, Malcolm Perry, giáo sư vật lý lý thuyết tại Đại học Cambridge, nói với The Guardian rằng nhà vật lý quá cố "biết kết quả cuối cùng" của công việc trước khi chết và khi Perry giải thích cho anh ta vài ngày trước đó, "anh ta chỉ đơn giản là tạo ra một nụ cười to lớn."
Vẫn còn nhiều điều chưa biết về cách những sợi lông mềm này lưu trữ thông tin và liệu chúng có lưu trữ tất cả hay chỉ một số thông tin bị nuốt chửng bởi các lỗ đen.
"Đây là một tiến bộ tuyệt vời, nhưng chúng tôi còn nhiều việc phải làm," Strominger nói.
