Пари Торна–Хокинга–Преськилла

Спор о решении парадокса информации чёрной дыры

Кип Торн (Kip Thorne), Стивен Хокинг (Stephen Hawking), Джон Преськилл (John Preskill)

Пари Торна–Хокинга–Преськилла — это публичное пари о решении парадокса информации чёрной дыры, заключённое в 1997 году физиками-теоретиками Кипом Торном и Стивеном Хокингом с одной стороны и Джоном Преськиллом с другой. Документ был подписан 6 февраля 1997 года, как указано в книге Хокинга «Вселенная в ореховой скорлупе» (2001).

Суть спора

Торн и Хокинг утверждали, что поскольку общая теория относительности делает невозможным для чёрных дыр излучать и терять информацию, то масса-энергия и информация, переносимые излучением Хокинга, должны быть «новыми» и не должны происходить изнутри горизонта событий чёрной дыры. Поскольку это противоречило квантово-механическому принципу микричинности, квантовую механику пришлось бы переписать. Преськилл возражал, утверждая, что поскольку квантовая механика предполагает связь между информацией, излучаемой чёрной дырой, и информацией, упавшей в неё ранее, представление о чёрных дырах, даваемое общей теорией относительности, должно быть каким-то образом модифицировано. Победившая сторона должна была получить энциклопедию на выбор, «из которой информацию можно извлекать по желанию».

В 2004 году Хокинг объявил о том, что признаёт поражение и теперь верит, что горизонты чёрных дыр должны колебаться и пропускать информацию. В качестве приза он подарил Преськиллу копию «Total Baseball» — полной бейсбольной энциклопедии. Сравнивая бесполезную информацию, получаемую из чёрной дыры, с «сжиганием энциклопедии», Хокинг позже пошутил: «Я дал Джону бейсбольную энциклопедию, но, может быть, я должен был просто дать ему пепел». Торн, однако, остался неубеждён доказательством Хокинга и отказался внести свой вклад в приз. Утверждение Хокинга о том, что он решил парадокс, до сих пор полностью не принято научным сообществом, и консенсус относительно того, что Хокинг предоставил достаточно убедительное доказательство, ещё не достигнут.

Ранее Хокинг предполагал, что сингулярность в центре чёрной дыры могла бы образовать мост в «детскую вселенную», в которую могла бы уходить потерянная информация; такие теории были очень популярны в научной фантастике. Однако согласно новой идее Хокинга, представленной на 17-й Международной конференции по общей теории относительности и гравитации 21 июля 2004 года в Дублине, чёрные дыры в конечном итоге передают в искажённой форме информацию обо всём веществе, которое они поглощают:

> Евклидов интеграл по траекториям по всем топологически тривиальным метрикам можно вычислить методом временных срезов и является унитарным при аналитическом продолжении на лоренцеву сигнатуру. С другой стороны, интеграл по траекториям по всем топологически нетривиальным метрикам асимптотически независим от начального состояния. Таким образом, полный интеграл по траекториям унитарен и информация не теряется при образовании и испарении чёрных дыр. Похоже, что информация выходит потому, что истинный горизонт событий никогда не образуется, а образуется только кажущийся горизонт.

Более раннее пари Торна–Хокинга

Более старое пари 1974 года о существовании чёрных дыр Хокинг описал как своего рода «страховку»:

> Это была для меня своего рода страховка. Я проделал много работы по чёрным дырам, и всё это было бы впустую, если бы оказалось, что чёрные дыры не существуют. Но в этом случае я получил бы утешение от выигрыша пари, которое дало бы мне четыре года подписки на журнал Private Eye. Если же чёрные дыры существуют, Кип получит один год подписки на Penthouse. Когда мы заключили пари в 1975 году, мы были на 80% уверены, что Лебедь X-1 — это чёрная дыра. Сейчас я бы сказал, что мы примерно на 95% уверены, но пари ещё не разрешено.

— Стивен Хокинг, «Краткая история времени» (1988)

В обновлённом и расширенном издании «Краткой истории времени» Хокинг пишет: «Хотя ситуация с Лебедем X-1 не сильно изменилась с момента заключения пари в 1975 году, теперь имеется столько других наблюдательных свидетельств в пользу существования чёрных дыр, что я признал поражение. Я выплатил оговорённый штраф — годовую подписку на Penthouse — к возмущению жены Кипа, сторонницы женского освобождения».

Хотя Хокинг описывал пари как заключённое в 1975 году, сам письменный документ пари — написанный рукой Торна и подписанный им и Хокингом — содержит свидетельские подписи под датой «Засвидетельствовано в десятый день декабря 1974 года». Торн подтвердил эту дату в эпизоде программы Nova на PBS от 10 января 2018 года.