Fyzici z Matematického ústavu Steklova Ruskej akadémie vied vyvinuli teoretický opis správania hmoty vo vnútri čiernych dier a našli možný spôsob zladenia kvantovej fyziky a teórie gravitácie podľa článku uverejneného v časopise Journal of High Energy Physics.
„Použili sme holografický prístup. Spočíva v skutočnosti, že kvantový dvojrozmerný systém, ktorý „žije“na hranici špeciálneho zakriveného 3D priestoru, nazývaného anti-de Sitterov priestor, možno v ňom opísať pomocou klasickej gravitačnej fyziky. Trojrozmerný priestor teda spolu so všetkým, čo sa deje vo vnútri, zohráva úlohu hologramu, ktorý ilustruje, čo sa deje priamo v našom fyzickom systéme, “uviedol Michail Khramtsov z Matematického ústavu, citovala tlačová služba Ruskej vedeckej nadácie.
Pravidelné a supermasívne čierne diery majú takú závažnosť, že sa nedajú prekonať bez prekročenia rýchlosti svetla. Z dosahu čiernej diery, ktorá sa nazýva „horizont udalostí“, nemôžu uniknúť žiadne objekty ani žiarenie.
To, čo sa deje za horizont udalostí, zostáva medzi fyzikmi záhadou a kontroverziou. Väčšina vedcov verí, že v zásade je nemožné nahliadnuť do čiernej diery a študovať jej štruktúru, pretože to povedie k mimoriadne nepríjemným dôsledkom - v tomto prípade nebude možné zladiť Einsteinovu teóriu relativity a kvantovej mechaniky.
Čierne diery napriek tomu existujú a ich správanie sa musí nejakým spôsobom opísať. Relatívne nedávno vedci začali veriť, že čierne diery v skutočnosti nie sú trojrozmerné, ale dvojrozmerné objekty - akýsi priestor „hologramov“, kde sa priestor zmenšuje bližšie k okrajom a kde sa predmet hodený priamou čiarou vracia do bodu letu.
Túto teóriu a rovnice, ktoré ju popisujú, predložili koncom 90. rokov dvaja známi kozmológovia - Juan Maldasena z Princetonskej univerzity a Gerard 't Hooft z Utrechtskej univerzity. Podľa niektorých vedcov môžu podobné princípy opísať celý vesmír ako celok - inými slovami je celkom možné, že žijeme vo vnútri dvojrozmerného hologramu.
Na základe týchto princípov sa Khramtsov a jeho kolegovia snažili vysvetliť, prečo samotná existencia čiernych dier neporušuje termodynamické zákony, ako aj opísať kvantové procesy, ktoré sú zodpovedné za prenos tepla v nich, na základe teórie relativity a iných klasických fyzikálnych zákonov.
Výpočty ukázali, že v čiernej diere možno skutočne pozorovať určitý analóg termodynamickej rovnováhy, ako v „normálnom“vesmíre. Vedci zdôrazňujú, že sa to dá experimentálne overiť zrážaním častíc ochladených na teplotu blízku absolútnej nule.
Propagačné video:
Ak také častice spadnú do magnetických odlučovačov, potom sa pri ožiarení laserom budú správať približne rovnako ako hmota v plochých čiernych dierach. Najmä informácie o výskyte nových kvantových väzieb medzi časticami sa budú šíriť vo vnútri pasce určitou rýchlosťou a odchýlky od nej znamenajú, že výpočty ruských fyzikov nie sú úplne správne.
Ako poznamenáva Khramtsov, kvark-gluónová plazma vznikajúca vo vnútri LHC alebo v zrážači RHIC v Brookhavene (USA) môže byť zahrievaná podobným spôsobom, čo umožňuje použiť rovnaké princípy na opísanie jej správania a ďalšie štúdium. Podľa neho sa ruskí fyzici v blízkej budúcnosti pokúsia nájsť odpoveď na ďalšiu dôležitú otázku týkajúcu sa čiernych dier: stratia sa informácie, keď hmota prepadne horizontom udalosti.