Физиците от Математическия институт „Стеклов“на Руската академия на науките са разработили теоретично описание на поведението на материята вътре в черните дупки и са намерили възможен начин за съвместяване на квантовата физика и теорията на гравитацията, според статия, публикувана в Journal of High Energy Physics.
„Използвахме холографски подход. Той се състои във факта, че квантовата двуизмерна система, която "живее" на границата на специално извито 3D пространство, наречено анти-де Ситер пространство, може да бъде описано вътре в него от класическата гравитационна физика. Така триизмерното пространство, заедно с всичко, което се случва вътре, играе ролята на холограма, илюстрираща случващото се директно във нашата физическа система ", каза Михаил Храмцов от Математическия институт, цитиран от пресслужбата на Руската научна фондация.
Редовните и свръхмасивни черни дупки имат такава силна гравитация, че тя не може да бъде преодоляна без превишаване на скоростта на светлината. Никакви предмети или радиация не могат да избягат отвъд въздействието на черната дупка, която се нарича "хоризонтът на събитията".
Какво се случва отвъд хоризонта на събитията остава загадка и въпрос на спор сред физиците. Повечето учени смятат, че по принцип е невъзможно да се гледа вътре в черна дупка и да се изучава нейната структура, тъй като това ще доведе до изключително неприятни последици - в този случай ще бъде невъзможно да се съгласуват теорията на относителността и квантовата механика на Айнщайн.
Въпреки това, черните дупки съществуват и тяхното поведение трябва да бъде описано по някакъв начин. Сравнително наскоро учените започнаха да вярват, че черните дупки всъщност не са триизмерни, а двуизмерни обекти - един вид космически „холограми“, където пространството се свива по-близо до краищата и където предмет, хвърлен по права линия, се връща към точката на полет.
Тази теория и уравненията, които я описват, са представени в края на 90-те от двама известни космолози - Хуан Малдасена от Принстънския университет и Джерард 'т Хуфт от Утрехтския университет. Според някои учени подобни принципи могат да опишат цялата Вселена като цяло - с други думи, напълно възможно е да живеем вътре в плоска двуизмерна холограма.
Въз основа на тези принципи Храмцов и неговите колеги се опитаха да обяснят защо самото съществуване на черни дупки не нарушава законите на термодинамиката, както и да опишат квантовите процеси, които са отговорни за транспортирането на топлина вътре в тях, въз основа на теорията на относителността и други класически закони на физиката.
Изчисленията показват, че в черна дупка наистина може да се наблюдава определен аналог на термодинамичното равновесие, както в „нормалната“Вселена. Учените подчертават, че това може да се провери експериментално, като се сблъскат частици, охладени до температури, близки до абсолютната нула.
Промоционално видео:
Ако такива частици попаднат в магнитни капани, тогава, когато бъдат облъчени с лазер, те ще се държат по същия начин като материята в плоски черни дупки. По-специално, информацията за появата на нови квантови връзки между частиците ще се разпространява вътре в капана с определена скорост и отклоненията от него ще означават, че изчисленията на руските физици не са напълно верни.
Както отбелязва Храмцов, кварк-глюонната плазма, възникваща вътре в LHC или в количката RHIC в Брукхейвен (САЩ), може да се нагрее по подобен начин, което позволява използването на същите принципи за описание на поведението и по-нататъшно изследване. Според него в близко бъдеще руските физици ще се опитат да намерят отговор на друг важен въпрос, свързан с черните дупки: загубва ли се информация, когато материята преминава през хоризонта на събитията.
