​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, 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 РАН, 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".

То, что происходит за горизонтом событий, остается тайной и предметом споров среди физиков. Большинство ученых считает, что мы в принципе не можем заглянуть внутрь черной дыры и изучить ее структуру, так как это приведет к крайне неприятным последствиям - в таком случае мы не сможем "примирить" между собой теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику.

Тем не менее, черные дыры существуют, и их поведение и существование нужно как-то описать. Относительно недавно ученые начали считать, что черные дыры на самом деле являются не трехмерными, а двумерными объектами, своеобразными космическими "голограммами", в которых пространство сжимается ближе к "краям" черной дыры и где брошенный по прямой линии объект возвращается назад к точке начала полета.

Эта теория и описывающие ее уравнения были выдвинуты в конце 1990 годов двумя известными космологами - Хуаном Малдасеной из Принстонского университета и Герард "т Хоофтом из университета Утрехта. Сегодня, как считают некоторые ученые, подобные же принципы могут описывать и всю Вселенную в целом - иными словами, вполне возможна ситуация, что человечество и все внеземные цивилизации живут внутри "плоской" двумерной голограмы.

Используя эти принципы, Храмцов и его коллеги попытались объяснить то, почему сам факт существования черных дыр не нарушает законы термодинамики, и описать те квантовые процессы, которые отвечают за транспортировку тепла внутри них, используя принципы теории относительности Эйнштейна и другие классические законы физики.

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

Если такие частицы находятся внутри магнитных ловушек, то при облучении лазером или другими источниками энергии они будут вести себя примерно таким же образом, как и материя внутри "плоских" черных дыр. В частности, информация о появлении новых квантовых связей между частицами будет распространяться внутри этой ловушки с определенной скоростью, и 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 и другого ускорителя частиц, коллайдера RHIC в Брукхевене (США), что позволяет использовать те же принципы для описания ее поведения и ее 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."

Похожие новости

  • 13/12/2017

    Российский физик нашел новый способ запустить термоядерную реакцию

    Физик из МГУ и Института прикладной математики РАН доказал, что термоядерную реакцию можно запустить, используя уже существующие ускорители плазмы и магнитные ловушки, что может ускорить создание чистых источников энергии, говорится в статье, опубликованной в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.
    499
  • 22/03/2017

    Академик Фортов: достижения современной физики помогут развивать здравоохранение

    ​Применение достижений современной физики поможет решать серьезные задачи в здравоохранении, а разработанная с участием Российской академии наук программа "Физика — медицине" позволит объединить усилия академических ученых разных специальностей, заявил глава РАН Владимир Фортов.
    790
  • 27/12/2016

    К 70-летию пуска первого в Евразии ядерного реактора

    ​В НИЦ "Курчатовский институт" прошла 27-я ежегодная конференция Ядерного общества России. Она была посвящена 70-летию пуска первого в Евразии ядерного реактора Ф-1. Форум назывался "Курчатовский институт: от первого реактора Ф-1 до первого национального исследовательского центра".
    1420
  • 25/01/2016

    Российские ученые разработали новую биосенсорную тест-систему для анализа крови

    ​Отныне анализ крови станет не сложнее теста на беременность, благодаря новой разработке исследователей из ИОФ РАН и МФТИ. Речь идет о новой  биосенсорной тест-системе, основанной на применении магнитных наночастиц и предназначенной для очень точного измерения концентрации белковых молекул (например, так называемых «маркеров», которые указывают на начало или развитие заболеваний) в различных образцах, включая непрозрачные или сильно окрашенные жидкости.
    1542
  • 08/02/2018

    Десять открытий российских ученых, которые потрясли мир

    ​​Более 70% россиян не в состоянии назвать ни одного научного достижения в стране за последние десятилетия - таковы результаты социологического исследования ВЦИОМ, выполненного ко Дню российской науки.
    443
  • 18/08/2017

    Российские и французские ученые разработали уникальный детектор нейтронов

    ​Ученые из Объединенного института ядерных исследований вместе с коллегами из Орсе (Франция) разработали уникальный детектор нейтронов и с его помощью определили вероятность радиоактивного (нейтронного) распада атомных ядер легких химических элементов.
    522
  • 23/05/2016

    Александр Замолодчиков: во многом физики СССР были впереди планеты всей

    ​Выдающийся физик, недавно избранный в состав Национальной академии наук (НАК) США, дал интервью корреспонденту ТАСС, в котором оценил состояние науки в СССР и России.  Александр Замолодчиков - выходец из бывшего Советского Союза, профессор в Университете Ратгерса (штат Нью-Джерси), лауреат множества премий.
    887
  • 03/10/2016

    В России открыт способ осуществления ядерного синтеза с помощью микроорганизмов?

    ​Похоже, случилось невероятное: в России открыта и даже запатентована технология, позволяющая превращать один химический элемент в другой. Трансмутация — так это чудо называют ученые — может открыть новую главу в ядерной физике и новую перспективу в развитии экономики.
    5160
  • 12/07/2017

    В Москве прошла Ершовская конференция PSI-2017

    Одна из наиболее авторитетных международных ИТ-конференций, PSI-2017, состоялась в конце июня в главном здании Российской академии наук. Ее участниками стали представители фундаментальной и прикладной науки, приехавшие в Москву со всего мира.
    710
  • 26/04/2016

    Ведущие ученые обсудили возможность создания аналога человеческого субъекта

    Крупнейшие специалисты по биологически инспирированным когнитивным архитектурам обсудили возможность конструирования искусственного интеллекта на принципиально новых началах. Исследователи из 15 стран – России, США, Великобритании, Японии, Германии, Франции, Швеции, Италии и других, приняли участие в первой международной научной школе по биологически инспирированным когнитивным архитектурам (БИКА), которая прошла на базе Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».
    1647