Az Orosz Tudományos Akadémia Steklov Matematikai Intézetének fizikusai kidolgozták az anyag viselkedésének elméleti leírását a fekete lyukakon belül, és megtaláltak egy lehetséges módszert a kvantumfizika és a gravitációelmélet összeegyeztetésére, egy cikk szerint, amelyet a High Energy Physics folyóiratban publikáltak.
„Holografikus megközelítést alkalmaztunk. Ez abban áll, hogy egy kvantum kétdimenziós rendszer, amely „él” egy speciális ívelt 3D-s tér határán, az úgynevezett anti-de Sitter tér, a klasszikus gravitációs fizika segítségével leírható benne. Így a háromdimenziós tér, a belsejében mindennel együtt, egy hologram szerepet játszik, amely szemlélteti, mi történik közvetlenül a fizikai rendszerünkben - mondta Mihhail Khramtsov a Matematikai Intézetből, az Orosz Tudományos Alapítvány sajtószolgálata idézetében.
A szokásos és szupermasszív fekete lyukak olyan erős gravitációval rendelkeznek, hogy azokat nem lehet megoldani a fénysebesség túllépése nélkül. Semmi tárgy vagy sugárzás nem kerülhet ki a fekete lyuk hatására, amelyet "eseményhorizontnak" hívnak.
Ami a eseményhorizonton kívül történik, továbbra is rejtély és vita tárgya a fizikusok között. A legtöbb tudós úgy véli, hogy elvileg lehetetlen egy fekete lyukba nézni és annak szerkezetét tanulmányozni, mivel ez rendkívül kellemetlen következményekhez vezet - ebben az esetben lehetetlen összehangolni Einstein relativitáselméletét és a kvantummechanikát.
Mindazonáltal léteznek fekete lyukak, és viselkedésüket valahogy le kell írni. Viszonylag nemrégiben a tudósok azt hitték, hogy a fekete lyukak valójában nem háromdimenziós, hanem kétdimenziós tárgyak - egyfajta térhologramok, ahol a tér közelebb húzódik a szélekhez és ahol egy egyenes vonalba dobott tárgy visszatér a repülési ponthoz.
Ezt az elméletet és az azt leíró egyenleteket az 1990-es évek végén két jól ismert kozmológus - Juan Maldasena a Princetoni Egyetemen és Gerard 't Hooft az Utrechti Egyetemen - állította elő. Egyes tudósok szerint a hasonló elvek az egész Világegyetem egészét leírhatják - más szóval, valószínű, hogy lapos kétdimenziós hologramban élünk.
Ezen alapelvek alapján Khramtsov és kollégái megpróbálták megmagyarázni, hogy a fekete lyukak létezése miért nem sérti a termodinamika törvényeit, és leírni azokat a kvantumfolyamatokat is, amelyek a relativitáselmélet és más klasszikus fizikai törvények alapján a hő szállításáért felelősek bennük.
A számítások azt mutatták, hogy egy fekete lyukban a termodinamikai egyensúly bizonyos analógja megfigyelhető, mint a "normál" univerzumban. A tudósok hangsúlyozzák, hogy ezt kísérletileg igazolni lehet az abszolút nulla hőmérsékletre lehűtött részecskék ütközésével.
Promóciós videó:
Ha ezek a részecskék mágneses csapdákba esnek, akkor egy lézerrel besugárzással nagyjából ugyanúgy viselkednek, mint az anyag a lapos fekete lyukakban. Különösen, a részecskék közötti új kvantumkötések megjelenésével kapcsolatos információk bizonyos sebességgel terjednek a csapdában, és attól való eltérés azt jelenti, hogy az orosz fizikusok számításai nem teljesen helyesek.
Mint Khramtsov megjegyzi, az LHC-ben vagy az RHIC-ütközőben keletkező kvarc-gluon plazma Brookhavenben (USA) hasonló módon fűthető, amely lehetővé teszi ugyanazon alapelvek alkalmazását viselkedésének leírására és további vizsgálatokra. Elmondása szerint az orosz fizikusok a közeljövőben megpróbálnak választ találni egy másik, a fekete lyukakkal kapcsolatos kérdésre: az információ elveszik, amikor az anyag áthalad az eseményhorizonton.