Прорыв в физике: подтверждена "космическая цензура", что открывает новые горизонты в понимании квантовой гравитации.

В 60-х годах XX века британский физик и математик Роджер Пенроуз выдвинул гипотезу, известную как принцип "космической цензуры". Согласно этой гипотезе, сингулярности — области пространства-времени с экстремальной гравитацией — никогда не могут быть наблюдаемы, так как они скрыты за горизонтом событий черных дыр. Четыре года назад Пенроуз был удостоен Нобелевской премии по физике за свое описание сингулярностей. Эти уникальные точки в пространстве-времени представляют собой места, где классические законы физики, такие как общая теория относительности, перестают действовать. Несмотря на то что физики согласны с Пенроузом в отношении описания сингулярностей черных дыр, до сих пор отсутствуют математические доказательства, подтверждающие принцип "космической цензуры". Однако недавно физики разработали новую модель, которая предоставляет математическую основу для понимания скрытой природы сингулярностей в квантовых черных дырах. Авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, считают, что их модель может помочь в решении загадок, связанных с квантовой гравитацией, сообщает Interesting Engineering.

В отличие от обычных черных дыр, квантовые черные дыры представляют собой крошечные субатомные объекты, которые подчиняются как законам квантовой механики, так и общей теории относительности. Если обычная черная дыра образуется после гибели массивной звезды, взорвавшейся в сверхновой, то теоретически квантовую черную дыру можно создать в ускорителе частиц, таком как Большой адронный коллайдер.

Хотя ученые обнаружили доказательства существования обычных черных дыр в космосе, квантовые черные дыры до сих пор не были найдены, и пока они остаются лишь теоретической концепцией.

С учетом этого, физики разработали модель, которая исследует, остаются ли сингулярности квантовых черных дыр скрытыми от наблюдателя при взаимодействии с квантовой материей. Модель использует метод гравитационной голографии, который помогает понять поведение гравитации в наиболее экстремальных условиях, существующих внутри черной дыры.

По словам исследователей, информация о черной дыре может быть закодирована на ее границе, то есть на горизонте событий. Это похоже на то, как голограмма содержит трехмерные данные в двумерном изображении. Так функционирует гравитационная голография.

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

Хотя ученые еще не представили математических доказательств принципа "космической цензуры" в рамках классической физики, новая модель подтверждает его в контексте квантовой физики. Это может способствовать нахождению доказательств и в классической физике. Исследователи считают, что с помощью новой модели они также могут решить загадки, связанные с квантовой гравитацией.

По мнению физиков, более глубокое понимание сингулярностей черных дыр, а также поведения "космической цензуры" при воздействии квантовой материи является важным шагом к пониманию квантовой гравитации.