Яндекс.Метрика

​Физики из Математического института имени Стеклова РАН разработали теоретическое описание поведения материи внутри черных дыр и нашли возможный способ примирить квантовую физику и теорию гравитации, говорится в статье, опубликованной в Journal of High Energy Physics.

"Мы использовали подход, основанный на голографическом принципе. Он состоит в том, что квантовая двумерная система, которая "живет" на границе специального искривленного 3D-пространства, называемого пространством анти-де Ситтера, может быть описана внутри него классической гравитационной физикой. Таким образом, трехмерное пространство вместе со всем, что происходит внутри, играет роль голограммы, иллюстрирующей происходящее непосредственно в нашей физической системе", - заявил Михаил Храмцов из Математического института РАН, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

Обычные и сверхмассивные черные дыры обладают столь сильным тяготением, что его нельзя преодолеть, не превысив скорость света. Никакие объекты или излучение не могут вырваться из-за границы воздействия черной дыры, которая получила название "горизонт событий".

То, что происходит за горизонтом событий, остается тайной и предметом споров среди физиков. Большинство ученых считает, что мы в принципе не можем заглянуть внутрь черной дыры и изучить ее структуру, так как это приведет к крайне неприятным последствиям - в таком случае мы не сможем "примирить" между собой теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику.

Тем не менее, черные дыры существуют, и их поведение и существование нужно как-то описать. Относительно недавно ученые начали считать, что черные дыры на самом деле являются не трехмерными, а двумерными объектами, своеобразными космическими "голограммами", в которых пространство сжимается ближе к "краям" черной дыры и где брошенный по прямой линии объект возвращается назад к точке начала полета.

Эта теория и описывающие ее уравнения были выдвинуты в конце 1990 годов двумя известными космологами - Хуаном Малдасеной из Принстонского университета и Герард "т Хоофтом из университета Утрехта. Сегодня, как считают некоторые ученые, подобные же принципы могут описывать и всю Вселенную в целом - иными словами, вполне возможна ситуация, что человечество и все внеземные цивилизации живут внутри "плоской" двумерной голограмы.

Используя эти принципы, Храмцов и его коллеги попытались объяснить то, почему сам факт существования черных дыр не нарушает законы термодинамики, и описать те квантовые процессы, которые отвечают за транспортировку тепла внутри них, используя принципы теории относительности Эйнштейна и другие классические законы физики.

Как показали расчеты ученых, в черной дыре действительно может наблюдаться некий аналог термодинамического равновесия, который можно наблюдать в "нормальной" Вселенной, что можно, как подчеркивают ученые, проверить экспериментальным путем, сталкивая частицы, охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю.

Если такие частицы находятся внутри магнитных ловушек, то при облучении лазером или другими источниками энергии они будут вести себя примерно таким же образом, как и материя внутри "плоских" черных дыр. В частности, информация о появлении новых квантовых связей между частицами будет распространяться внутри этой ловушки с определенной скоростью, и отклонения от нее будут означать, что выкладки российских физиков не совсем верны.

Как отмечает Храмцов, аналогичным образом может разогреваться кварково-глюонная плазма, возникающая внутри БАК и другого ускорителя частиц, коллайдера RHIC в Брукхевене (США), что позволяет использовать те же принципы для описания ее поведения и ее дальнейшего изучения. По его словам, в ближайшем будущем российские физики попытаются найти ответ на другой важный вопрос, связанный с черными дырами - теряется ли информация при прохождении материи через горизонт событий."