Прорыв в физике: подтверждена "космическая цензура", она раскрывает секрет квантовой гравитации

В 60-х годах прошлого века британский физик и математик Роджер Пенроуз предложил гипотезу под названием принцип "космической цензуры". Согласно гипотезе, сингулярности, то есть области пространства-времени с сильнейшей гравитацией, никогда нельзя увидеть, ведь они скрываются за горизонтом событий черных дыр. Четыре года назад Пенроуз получил Нобелевскую премию по физике за описание сингулярностей. Это уникальные точки в пространстве-времени, где классические законы физики, такие как общая теория относительности, не работают. Хотя физики согласны с описанием сингулярности черной дыры, предложенной Пенроузом, до сих пор не было никаких математических доказательств, подтверждающих принцип "космической цензуры". Теперь же физики создали новую модель, которая обеспечивает математическую основу для скрытой природы сингулярностей в квантовых черных дырах. Авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, считают, что их модель может решить загадки, связанные с квантовой гравитацией, пишет Interesting Engineering.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В отличие от обычной черной дыры, квантовая черная дыра представляют собой крошечный субатомный объект, который подчиняется правилам, как квантовой механики, так и общей теории относительности. Если обычная черная дыра возникает после смерти массивной звезды, которая взорвалась сверхновой, то квантовую черную дыру теоретически можно создать в ускорителе частиц, например, в Большом адронном коллайдере.

Если ученые нашли доказательства того, что обычные черные дыры существуют в космосе, то никто еще не обнаружил квантовую черную дыру, а потому эти объекты остаются пока лишь в теории.

Учитывая это, физики создали модель, которая проверяет, остаются ли сингулярности квантовых черных дыр скрытыми от наблюдателя, когда с ними взаимодействует квантовая материя. Модель использует гравитационную голографию. Это метод, который помогает понять поведение гравитации в самых экстремальных условиях, существующих внутри черной дыры.

По словам физиков, информация о черной дыре может быть закодирована на ее границе, то есть горизонте событий. Это похоже на то, как голограмма содержит трехмерную информацию в двухмерном изображении. Так работает гравитационная голография.

Модель ученых показала, что когда квантовая материя вводится в геометрию пространства-времени, из-за квантового эффекта вокруг голой сингулярности образуется горизонт событий, который полностью ее закрывает от наблюдателя. Поскольку этот эффект наблюдается в квантовом масштабе, физики назвали его квантовой "космической цензурой".

Хотя ученые еще не представили математических доказательств принципа "космической цензуры" в классической физике, новая модель подтверждает его в квантовой физике. А значит поможет найти доказательства и в классической физике. Ученые считают, что с помощью новой модели они также могут решить загадки, связанные с квантовой гравитацией.

По словам физиков, более точное понимание сингулярностей черных дыр, а также того, как "космическая цензура" ведет себя с учетом влияния квантовой материи, является важным шагом для понимания квантовой гравитации.

Как уже писал Фокус, астрономы обнаружили сверхзвуковой удар при столкновении в космосе со скоростью 3,2 млн км/ч. Скорость столкновения галактик превысила в 800 раз скорость самого быстрого пилотируемого самолета на Земле.

Напоминаем, что согласно еще одному исследованию, черные дыры в ранней Вселенной нарушили законы физики, чтобы превратится в гигантские, невозможные, согласно текущим теориям, объекты, как уже писал Фокус.