Материалы портала «Научная Россия»

Физики из МИАН описали поведение материи внутри черных дыр

Физики из МИАН описали поведение материи внутри черных дыр
При этом исследователи нашли возможный способ примирить квантовую физику и теорию гравитации

Физики из Математического института имени Стеклова РАН разработали теоретическое описание поведения материи внутри черных дыр и нашли возможный способ примирить квантовую физику и теорию гравитации, сообщает РИА Новости. Об этом говорится в статье, опубликованной в Journal of High Energy Physics.

"Мы использовали подход, основанный на голографическом принципе. Он состоит в том, что квантовая двумерная система, которая "живет" на границе специального искривленного 3D-пространства, называемого пространством анти-де Ситтера, может быть описана внутри него классической гравитационной физикой. Таким образом, трехмерное пространство вместе со всем, что происходит внутри, играет роль голограммы, иллюстрирующей происходящее непосредственно в нашей физической системе", — заявил Михаил Храмцов из Математического института, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

Обычные и сверхмассивные черные дыры обладают столь сильным тяготением, что его нельзя преодолеть, не превысив скорость света. Никакие объекты или излучение не могут вырваться из-за границы воздействия черной дыры, которая получила название "горизонт событий".

Что происходит за горизонтом событий, остается тайной и предметом споров среди физиков. Большинство ученых считают, что в принципе невозможно заглянуть внутрь черной дыры и изучить ее структуру, так как это приведет к крайне неприятным последствиям – в таком случае нельзя будет примирить между собой теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику.

Тем не менее черные дыры существуют, и их поведение нужно как-то описать. Сравнительно недавно ученые начали считать, что черные дыры на самом деле не трехмерные, а двумерные объекты — своеобразные космические "голограммы", где пространство сжимается ближе к краям и где брошенный по прямой объект возвращается к точке начала полета.

Эта теория и описывающие ее уравнения были выдвинуты в конце 1990-х годов двумя известными космологами – Хуаном Малдасеной из Принстонского университета и 

Герард 'т Хоофтом из университета Утрехта. Как считают некоторые ученые, подобные же принципы могут описывать и всю Вселенную в целом — иными словами, вполне возможно, что мы живем внутри плоской двумерной голограммы.

Опираясь на эти принципы, Храмцов и его коллеги попытались объяснить, почему сам факт существования черных дыр не нарушает законы термодинамики, а также описать квантовые процессы, которые отвечают за транспортировку тепла внутри них, на основе теории относительности и других классических законов физики.

Как показали расчеты, в черной дыре действительно может наблюдаться некий аналог термодинамического равновесия, как и в "нормальной" Вселенной. Проверить это, как подчеркивают ученые, можно экспериментальным путем, сталкивая частицы, охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю.

Если такие частицы попадают в магнитные ловушки, то при облучении лазером они будут вести себя примерно так же, как и материя в плоских черных дырах. В частности, информация о появлении новых квантовых связей между частицами будет распространяться внутри ловушки с определенной скоростью, а отклонения от нее будут означать, что выкладки российских физиков не совсем верны.

Как отмечает Храмцов, аналогичным образом может разогреваться кварково-глюонная плазма, возникающая внутри БАК или коллайдера RHIC в Брукхевене (США), что позволяет использовать те же принципы для описания ее поведения и дальнейшего изучения. По его словам, в ближайшем будущем российские физики попытаются найти ответ на другой важный вопрос, связанный с черными дырами: теряется ли информация при прохождении материи через горизонт событий.

 

Источник: ria.ru

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий