|
Черные дыры, появление которых Эйнштейн не мог предвидеть
|
|
|
|
За прошедшее столетие человечество добилось невероятного прогресса в понимании как очень больших, так и очень маленьких объектов. В космологических масштабах общая теория относительности Альберта Эйнштейна дала ученым чрезвычайно точную схему функционирования гравитации и пространства-времени. Тем временем квантовая механика проложила путь через запутанный мир субатомных частиц, создав стандартную модель физики элементарных частиц. Но две великие теории, которые так хорошо описывают свои миры, не очень хорошо сочетаются друг с другом.
|
|
|
|
Один из самых больших недостающих фрагментов головоломки, который должен объединить два мира, - это теория квантовой гравитации (наряду с открытием носителя силы притяжения, гравитона). Отсутствие этого фрагмента также может объяснить, почему общая теория относительности не работает в области сингулярности черных дыр. Конечно, объединенные теории, такие как теория струн, пытаются разгадать эту тайну, но убедительных доказательств по-прежнему не хватает.
|
|
|
|
В поисках ответов Ксавье Калмет из Университета Сассекса вместе с коллегами Андреа Джусти и Марко Себастьянутти рассчитали решения для черных дыр в квантовой гравитации, используя известную им информацию, и, исходя из этого, работали в обратном направлении. Эти квантово-гравитационные поправки к уравнениям Эйнштейна подробно описаны в статье, опубликованной в журнале Letters, посвященной исследованию границ физики.
|
|
|
|
|
|
|
“Хотя у нас пока нет теории квантовой гравитации, мы знаем, что какой бы ни была эта теория, теорией струн или чем-то совершенно иным, она должна соответствовать общей теории относительности в макроскопических масштабах”, - сказал Калмет Space.com. “Этой информации достаточно при использовании современных методов квантовой теории поля для выполнения вычислений в области квантовой гравитации без необходимости полного знания лежащей в ее основе теории квантовой гравитации”.
|
|
|
|
Калмет начал серьезно работать над квантово-гравитационными черными дырами, когда в 2009 году поступил в Университет Сассекса. В 2022 году Калмет вместе с международной командой ученых разработал теорию “квантового волоса”, которая гласит, что вещество, коллапсирующее в черную дыру, оставляет информацию в ее гравитационном поле. При этом он и его команда показали, что это может быть возможным решением давнего информационного парадокса черных дыр, который связан с противоречивыми идеями о том, что информация, по-видимому, уничтожается с помощью излучения Хокинга, несмотря на то, что это должно быть невозможно.
|
|
|
|
Хотя в этой новой статье приводятся математические доказательства того, что существуют квантовые решения проблемы черных дыр, эти методы не могут быть применены вблизи сингулярности, потому что (как говорит Калмет Space.com ) в этот момент потребовалось бы полное понимание квантовой гравитации. Однако понимание того, что такие решения существуют, свидетельствует о том, что однажды единая теория может быть реализована.
|
|
|
|
“Тем не менее, важно показать, что в квантовой гравитации существуют новые решения для черных дыр, которых нет в общей теории относительности”, - сказал Калмет Space.com. “Эти новые решения — не просто усовершенствования старого - это совершенно новые черные дыры, которые существуют в мире квантовой гравитации”.
|
|
|
|
Источник
|
