Stephen Hawkks sluttoppgave ble nettopp publisert av kollegene i det trykte tidsskriftet arXiv. Teamet hadde fullført forskningen noen dager før Hawkings død i mars.
Det var den tredje i en serie artikler som omhandlet et konsept som Hawking brukte flere tiår på å gruble på: informasjonsparadokset om svart hull. Slik går det:
Svarte hull er ekstremt tette, tid-rom-snikende gjenstander som kan dannes når stjerner kolliderer eller kjempestjerner faller sammen på seg selv. Klassisk fysikk antyder at ingenting kunne unnslippe et svart hull, selv lys. Men på 1970-tallet foreslo Hawking at sorte hull kunne ha en temperatur og sakte kunne lekke ut kvantepartikler. Denne "Hawking-stråling" -effekten betyr at det sorte hullet til slutt vil fordampe, og etterlater et vakuum som vil se likt ut for hvert fordampet svart hull, uansett hva det spiste i løpet av livet.
Denne ideen utgjorde et problem: I løpet av sin levetid svelget det sorte hullet mye informasjon i form av himmelobjekter, men hvor gikk den informasjonen? Fysikkens lover tilsier at ingen informasjon skal gå tapt: Hvis informasjon eksisterte i det siste, skulle vi være i stand til å gjenopprette den. Derfor paradokset.
I 2016 foreslo Hawking og teamet hans at svarte hull kan ha "myke hår" som består av fotoner (lette partikler), eller gravitoner (hypotetiske tyngdekraftspartikler) som lagrer minst noe av denne informasjonen, rapporterte Live Science tidligere. Disse myke hårene omgir det sorte hullets "hendelseshorisont" - en grense utover som ingenting, ikke engang lys, kan unnslippe.
I den nye artikkelen fant Hawking og teamet hans en mekanisme - som er avhengig av ennå ubeviste antagelser - for å telle mengden informasjon som myke hår kan bære. "Det stemte overens med den berømte formelen som nå er skrevet på Stefanus gravstein," sa seniorforfatter Andrew Strominger til Live Science i en e-post. Formelen han viser til er kjent som "Hawking's ligning", og den beskriver hvordan sorte hull utsender Hawking-stråling.
Når et svart hull svelger en gjenstand, skal temperaturen endre seg, noe som betyr at dens entropi - eller forstyrrelsen av partiklene - også må endres (høyere temperaturer betyr at partikler beveger seg raskere rundt, noe som betyr mer forstyrrelse). I den nye studien viste Hawking og kollegene at "mykt hår" faktisk kan registrere entropien til et svart hull, ifølge The Guardian.
En annen av Hawkings kolleger, Malcolm Perry, professor i teoretisk fysikk ved University of Cambridge, fortalte The Guardian at den avdøde fysikeren "visste det endelige resultatet" av arbeidet før han døde, og at da Perry forklarte det for ham noen dager før, "han ga ganske enkelt et enormt smil."
Det er fremdeles mye ukjent om hvordan disse myke hårene lagrer informasjon, og om de lagrer hele eller bare noe av informasjonen surret av svarte hull.
"Dette er utmerket fremgang, men vi har mye arbeid ennå," sa Strominger.
