142 · Глава 7 — Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз

дырах. Я согласен, что мы можем ввести асимметрию времени, если будем задавать вопросы относительно наблюдений. Но я категорически против идеи о том, что существуют какие-то физические процессы, соответствующие редукции волновой функции, или что это имеет какое-то отношение к квантовой гравитации или сознанию. Для меня это звучит как магия, а не как наука.

Я уже объяснял в лекциях, почему я считаю, что предложение об отсутствии границ может объяснить наблюдаемую стрелу времени в космологии без какого-либо нарушения СРТ теоремы. Сейчас я объясню почему, в противоположность Роджеру, я не считаю, что с черными дырами также связана какая-то асимметрия во времени. В классической общей теории относительности черные дыры определяются как области, внутрь которых могут попадать разные предметы, но из которой ничто не может выйти обратно. Тогда можно спросить, а почему не существуют белые дыры, из которых предметы могут выходить, но не могут упасть обратно? Мой ответ состоит в том, что хотя черные и белые дыры являются совершенно различными в классической теории, в квантовом случае они одинаковы. Квантовая теория устраняет различие между ними: черные дыры могут излучать, а белые дыры, по-видимому, могут поглощать. Я предлагаю считать черной дырой область, если она является большой и классической, и при этом мало излучает. С другой стороны, поведение маленькой черной дыры, испускающей квантовое излучение, в точности соответствует поведению белой дыры.

Я проиллюстрирую это сходство черной и белой дыр, используя мысленный эксперимент, на который ссылался Роджер. Заключим определенное количество энергии в очень большой ящик с идеально отражающими стенками. Эта энергия различными способами может распределиться среди всех возможных состояний в ящике. Две возможные конфигурации соответствуют подавляющему большинству ситуаций. Это или ящик, наполненный тепловым излучением, или черная дыра, находящаяся в равновесии с тепловым излучением. Какая из конфигураций соответствует большему числу микроскопических состояний, зависит от размера ящика и количества энер-

Обсуждение · 143

гии в нем. Но можно подобрать эти параметры так, что обе эти конфигурации будут соответствовать примерно равному числу макроскопических состояний. Тогда можно ожидать, что состояние в ящике будет флуктуировать между этими двумя возможностями. Какое-то время ящик будет содержать только тепловое излучение. Но в некоторый момент времени там может возникнуть тепловая флуктуация излучения, что означает скопление очень большого числа частиц в малой области, и, тем самым, образуется черная дыра (рис. 7.1). В последующие моменты времени флуктуации излучения из черной дыры будут увеличиваться, а флуктуации поглощения уменьшаться, поэтому черная дыра начнет испаряться и исчезнет. Таким образом, система будет эргодически путешествовать в своем фазовом пространстве: в некоторые моменты времени там будет существовать черная дыра, а в другие моменты — нет (рис. 7.2).

Рис. 7.1. Ящик, содержащий заданное количество энергии, будет содержать либо только тепловое излучение, либо черную дыру, находящуюся в тепловом равновесии с излучением

Роджер и я согласны, что ящик будет себя вести именно так, как я описал. Но мы расходимся в двух пунктах. Во-первых, Роджер убежден, что объем фазового пространства и информация будут потеряны в течение этого цикла появления и исчезновения черной дыры, во-вторых, что процесс не будет