Venemaa Teaduste Akadeemia Steklovi matemaatilise instituudi füüsikud on välja töötanud matemaatilise käitumise teoreetilise kirjelduse mustade aukude sees ja leidnud võimaliku viisi kvantfüüsika ja gravitatsiooniteooria ühildamiseks, selgub ajakirjas Journal of High Energy Physics avaldatud artiklist.
“Kasutasime holograafilist lähenemist. See seisneb selles, et kvantmõõtmelist süsteemi, mis “elab” spetsiaalse kõverjoonelise 3D-ruumi piiril, mida nimetatakse anti-de Sitter-ruumiks, saab selle sees kirjeldada klassikalise gravitatsioonifüüsika abil. Seega mängib kolmemõõtmeline ruum koos kõige sees toimuvaga hologrammi rolli, mis illustreerib otse meie füüsilises süsteemis toimuvat, ütles Mihhail Khramtsov matemaatikainstituudist, mida tsiteeris Venemaa Teadusfondi pressiteenistus.
Tavalistel ja supermassiivsetel mustadel aukutel on nii tugev gravitatsioon, et seda ei saa ületada valguse kiirust ületamata. Ükski ese ega kiirgus ei pääse musta sündmuse horisondi, mida nimetatakse "sündmuse silmapiiriks", kaugemale.
See, mis juhtub väljaspool sündmushorisonti, jääb füüsikute seas saladuseks ja poleemikat tekitavaks küsimuseks. Enamik teadlasi usub, et põhimõtteliselt on võimatu musta auku vaadata ja selle struktuuri uurida, kuna see toob kaasa äärmiselt ebameeldivaid tagajärgi - sel juhul on Einsteini relatiivsusteooria ja kvantmehaanika ühitamine võimatu.
Sellest hoolimata on mustad augud olemas ja nende käitumist tuleb kuidagi kirjeldada. Suhteliselt hiljuti hakkasid teadlased uskuma, et mustad augud pole tegelikult mitte kolmemõõtmelised, vaid kahemõõtmelised objektid - omamoodi kosmose "hologrammid", kus ruum kahaneb servadele lähemale ja kus sirgjooneliselt visatud objekt naaseb lennupunkti.
Selle teooria ja seda kirjeldavad võrrandid panid 1990. aastate lõpus välja kaks kuulsat kosmoloogi - Juan Maldasena Princetoni ülikoolist ja Gerard 't Hooft Utrechti ülikoolist. Mõnede teadlaste sõnul võivad sarnased põhimõtted kirjeldada kogu Universumit tervikuna - teisisõnu on täiesti võimalik, et elame tasase kahemõõtmelise hologrammi sees.
Nendele põhimõtetele tuginedes püüdsid Khramtsov ja tema kolleegid selgitada, miks just mustade aukude olemasolu ei riku termodünaamika seadusi, ning kirjeldada ka kvantprotsesse, mis vastutavad nende sees soojuse transportimise eest, tuginedes relatiivsusteooriale ja teistele klassikalistele füüsikaseadustele.
Arvutused on näidanud, et mustas augus võib tõepoolest täheldada termodünaamilise tasakaalu teatud analoogi, nagu "normaalses" universumis. Teadlased rõhutavad, et seda saab katseliselt kontrollida absoluutse nulli lähedale temperatuurini jahutatud osakeste kokkupõrkel.
Reklaamvideo:
Kui sellised osakesed satuvad magnetlõksudesse, siis käituvad nad laseriga kiiritades umbes samamoodi nagu lamedate mustade aukude mateeria. Eelkõige levib teave osakeste vaheliste uute kvantsidemete ilmnemise kohta mõrra sees teatud kiirusel ja kõrvalekalded sellest tähendavad, et Vene füüsikute arvutused pole täiesti õiged.
Nagu Khramtsov märgib, saab LHC või RHIC põrkepiirkonnas Brookhavenis (USA) tekkivat kvark-glüooni plasmat kuumutada sarnasel viisil, mis võimaldab kasutada samu põhimõtteid oma käitumise kirjeldamiseks ja edasiseks uurimiseks. Tema sõnul proovivad Venemaa füüsikud lähitulevikus leida vastuse veel ühele mustade aukudega seotud olulisele küsimusele: kas aine kaob, kui mateeria läbib sündmuse horisondi.
