Fyzici ze Steklovského matematického ústavu Ruské akademie věd vyvinuli teoretický popis chování hmoty uvnitř černých děr a našli článek, jak sladit kvantovou fyziku a teorii gravitace, podle článku publikovaného v časopise Journal of High Energy Physics.
"Použili jsme holografický přístup." Spočívá ve skutečnosti, že kvantový dvourozměrný systém, který „žije“na hranici speciálního zakřiveného 3D prostoru, nazývaného anti-de Sitterův prostor, lze v něm popsat klasickou gravitační fyzikou. Tudíž trojrozměrný prostor spolu se vším, co se děje uvnitř, hraje roli hologramu ilustrujícího, co se děje přímo v našem fyzickém systému, “uvedl Michail Chrušamov z Matematického ústavu, citoval tisková služba Ruské vědecké nadace.
Pravidelné a superhmotné černé díry mají tak silnou gravitaci, že je nelze překonat bez překročení rychlosti světla. Z dopadu černé díry, která se nazývá „horizont událostí“, nemohou uniknout žádné předměty ani záření.
To, co se děje za horizontem události, zůstává mezi fyziky záhadou a otázkou kontroverze. Většina vědců věří, že v zásadě je nemožné nahlédnout do černé díry a studovat její strukturu, protože to povede k nesmírně nepříjemným důsledkům - v tomto případě nebude možné sladit Einsteinovu teorii relativity a kvantové mechaniky.
Černé díry přesto existují a jejich chování musí být nějak popsáno. Relativně nedávno vědci začali věřit, že černé díry ve skutečnosti nejsou trojrozměrné, ale dvourozměrné objekty - druh prostoru „hologramů“, kde se prostor zmenšuje blíže k okrajům a kde se předmět vržený v přímé linii vrací do bodu letu.
Tuto teorii a rovnice, které ji popisovaly, předložili na konci 90. let dva slavní kosmologové - Juan Maldasena z Princetonské univerzity a Gerard 't Hooft z Utrechtské univerzity. Podle některých vědců mohou podobné principy popisovat celý vesmír jako celek - jinými slovy je docela možné, že žijeme uvnitř plochého dvourozměrného hologramu.
Na základě těchto principů se Khramtsov a jeho kolegové pokusili vysvětlit, proč samotná existence černých děr neporušuje termodynamické zákony, a také popsat kvantové procesy, které jsou zodpovědné za přenos tepla uvnitř, na základě teorie relativity a dalších klasických zákonů fyziky.
Výpočty ukázaly, že v černé díře lze skutečně pozorovat určitý analog termodynamické rovnováhy, jako v „normálním“vesmíru. Vědci zdůrazňují, že to lze experimentálně ověřit srážkou částic ochlazených na teploty blízké absolutní nule.
Propagační video:
Pokud takové částice spadnou do magnetických pastí, budou se při ozařování laserem chovat přibližně stejným způsobem jako hmota v plochých černých dírách. Zejména informace o výskytu nových kvantových vazeb mezi částicemi se budou šířit uvnitř pasti určitou rychlostí a odchylky od toho budou znamenat, že výpočty ruských fyziků nejsou zcela správné.
Jak poznamenává Khramtsov, kvark-gluonová plazma vznikající uvnitř LHC nebo srážky RHIC v Brookhavenu (USA) může být zahřívána podobným způsobem, což umožňuje používat stejné principy k popisu jejího chování a dalšího studia. Podle něj se rusští fyzici v blízké budoucnosti pokusí najít odpověď na další důležitou otázku týkající se černých děr: jsou informace ztraceny, když hmota prochází horizontem události.