Fizicienii de la Institutul de Matematică Steklov al Academiei Ruse de Științe au dezvoltat o descriere teoretică a comportamentului materiei în interiorul găurilor negre și au găsit o modalitate posibilă de a reconcilia fizica cuantică și teoria gravitației, potrivit unui articol publicat în Journal of High Energy Physics.
„Am folosit o abordare holografică. Ea constă în faptul că un sistem cu două dimensiuni cuantice care „trăiește” la granița unui spațiu 3D special curbat, numit spațiul anti-Sitter, poate fi descris în interiorul său de către fizica gravitațională clasică. Astfel, spațiul tridimensional, împreună cu tot ceea ce se întâmplă în interior, joacă rolul unei holograme care ilustrează ceea ce se întâmplă direct în sistemul nostru fizic , a declarat Mikhail Khramtsov de la Institutul de Matematică, citat de serviciul de presă al Fundației Rusești de Știință.
Găurile negre obișnuite și super-masive au o gravitate atât de puternică încât nu poate fi depășită fără a depăși viteza luminii. Niciun obiect sau radiație nu poate scăpa dincolo de impactul găurii negre, care este numit „orizontul evenimentului”.
Ceea ce se întâmplă dincolo de orizontul evenimentului rămâne un mister și o problemă de controversă între fizicieni. Cei mai mulți oameni de știință consideră că, în principiu, este imposibil să privești în interiorul unei găuri negre și să studiezi structura acesteia, deoarece acest lucru va duce la consecințe extrem de neplăcute - în acest caz, va fi imposibil de reconciliat teoria relativității și mecanicii cuantice a lui Einstein.
Cu toate acestea, găurile negre există, iar comportamentul lor trebuie descris cumva. Relativ recent, oamenii de știință au început să creadă că găurile negre nu sunt de fapt obiecte tridimensionale, ci bidimensionale - un fel de „holograme” spațiale, unde spațiul se micșorează mai aproape de margini și unde un obiect aruncat în linie dreaptă revine la punctul de zbor.
Această teorie și ecuațiile care o descriu au fost prezentate la sfârșitul anilor 90 de către doi cosmologi cunoscuți - Juan Maldasena de la Universitatea Princeton și Gerard 't Hooft de la Universitatea Utrecht. Potrivit unor oameni de știință, principii similare pot descrie întregul Univers în ansamblu - cu alte cuvinte, este foarte posibil să trăim în interiorul unei holograme bidimensionale plate.
Pe baza acestor principii, Khramtsov și colegii săi au încercat să explice de ce însăși existența găurilor negre nu încalcă legile termodinamicii și, de asemenea, să descrie procesele cuantice care sunt responsabile de transportul căldurii în interiorul lor, pe baza teoriei relativității și a altor legi clasice ale fizicii.
Calculele au arătat că într-o gaură neagră poate fi observat într-adevăr un anumit analog al echilibrului termodinamic, ca în Universul „normal”. Oamenii de știință subliniază că acest lucru poate fi verificat experimental prin coliziunea particulelor răcite la temperaturi apropiate de zero absolut.
Video promotional:
Dacă astfel de particule cad în capcane magnetice, atunci când sunt iradiate cu un laser, ele se vor comporta cam la fel ca materia în găurile plate negre. În special, informațiile despre apariția de noi legături cuantice între particule se vor propaga în interiorul capcanei cu o anumită viteză, iar abaterile de la aceasta vor însemna că calculele fizicienilor ruși nu sunt în întregime corecte.
După cum remarcă Khramtsov, plasma de quark-gluon care apare în interiorul LHC sau colizorul RHIC din Brookhaven (SUA) poate fi încălzită într-un mod similar, ceea ce permite utilizarea acelorași principii pentru a descrie comportamentul și studiul ulterior. Potrivit acestuia, în viitorul apropiat, fizicienii ruși vor încerca să găsească un răspuns la o altă întrebare importantă legată de găurile negre: este informația pierdută atunci când materia trece prin orizontul evenimentului.
