Fysikere fra Steklov matematiske institutt ved det russiske vitenskapsakademiet har utviklet en teoretisk beskrivelse av atferden til materie i sorte hull og har funnet en mulig måte å forene kvantefysikk og teorien om tyngdekraft, ifølge en artikkel publisert i Journal of High Energy Physics.
”Vi brukte en holografisk tilnærming. Det består i det faktum at et kvantedimensjonalt system som "lever" på grensen til et spesielt buet 3D-rom, kalt anti-de Sitter-rommet, kan beskrives inni det av klassisk gravitasjonsfysikk. Dermed spiller det tredimensjonale rommet sammen med alt som skjer inni rollen som et hologram som illustrerer hva som skjer direkte i vårt fysiske system, "sa Mikhail Khramtsov fra Matematisk institutt, sitert av pressetjenesten til Russian Science Foundation.
Vanlige og supermassive sorte hull har så sterk tyngdekraft at de ikke kan overvinnes uten å overskride lysets hastighet. Ingen gjenstander eller stråling kan slippe unna utover virkningen av det sorte hullet, som kalles "hendelseshorisonten".
Det som skjer utenfor hendelseshorisonten forblir et mysterium og et spørsmål om kontrovers blant fysikere. De fleste forskere mener at det i prinsippet er umulig å se inni et svart hull og studere strukturen, da dette vil føre til ekstremt ubehagelige konsekvenser - i dette tilfellet vil det være umulig å forene Einsteins relativitetsteori og kvantemekanikk.
Likevel eksisterer sorte hull, og deres oppførsel må beskrives på en eller annen måte. Relativt nylig begynte forskere å tro at svarte hull faktisk ikke er tredimensjonale, men todimensjonale objekter - et slags rom "hologrammer", der rommet krymper nærmere kantene og hvor en gjenstand som kastes i en rett linje vender tilbake til flyet.
Denne teorien og likningene som beskriver den ble fremmet på slutten av 1990-tallet av to kjente kosmologer - Juan Maldasena fra Princeton University og Gerard 't Hooft fra Utrecht University. I følge noen forskere kan lignende prinsipper beskrive hele universet som en helhet - med andre ord er det ganske mulig at vi lever i et flatt todimensjonalt hologram.
Basert på disse prinsippene prøvde Khramtsov og kollegene å forklare hvorfor selve eksistensen av sorte hull ikke bryter med termodynamikkens lover, og også for å beskrive kvanteprosessene som er ansvarlige for å transportere varme inni dem, basert på relativitetsteorien og andre klassiske fysiske lover.
Beregninger har vist at i et svart hull kan en viss analog av termodynamisk likevekt faktisk observeres, som i det "normale" universet. Forskere understreker at dette kan verifiseres eksperimentelt ved å kollidere partikler som er avkjølt til temperaturer nær absolutt null.
Salgsfremmende video:
Hvis slike partikler faller i magnetfeller, vil de når de bestråles med en laser, oppføre seg omtrent på samme måte som materie i flate sorte hull. Spesielt vil informasjon om utseendet til nye kvantebindinger mellom partikler forplante seg inne i fellen med en viss hastighet, og avvik fra den vil bety at beregningene til russiske fysikere ikke er helt korrekte.
Som Khramtsov bemerker, kan kvark-gluonplasmaet som oppstår inne i LHC eller RHIC-kollideren i Brookhaven (USA), varmes opp på en lignende måte, som gjør det mulig å bruke de samme prinsippene for å beskrive dens oppførsel og videre studier. Ifølge ham vil russiske fysikere i nær fremtid prøve å finne et svar på et annet viktig spørsmål relatert til sorte hull: er informasjon tapt når materien går gjennom hendelseshorisonten.
