Прорив у фізиці: підтверджено "космічну цензуру", яка відкриває секрети квантової гравітації.

У 60-х роках минулого століття британський фізик і математик Роджер Пенроуз висунув гіпотезу, відому як принцип "космічної цензури". Згідно з цією гіпотезою, сингулярності, тобто області простору-часу з надзвичайно сильною гравітацією, ніколи не можуть бути побачені, оскільки вони приховані за горизонтом подій чорних дір. Чотири роки тому Пенроуз отримав Нобелівську премію з фізики за опис сингулярностей. Це унікальні точки в просторі-часі, де класичні закони фізики, такі як загальна теорія відносності, не працюють. Хоча фізики погоджуються з описом сингулярності чорної діри, запропонованим Пенроузом, досі не було жодних математичних доказів, що підтверджують принцип "космічної цензури". Наразі ж фізики створили нову модель, яка забезпечує математичну основу для прихованої природи сингулярностей у квантових чорних дірах. Автори дослідження, опублікованого в журналі Physical Review Letters, вважають, що їхня модель може вирішити загадки, пов'язані з квантовою гравітацією, пише Interesting Engineering.

На відміну від звичайної чорної діри, квантова чорна діра є крихітним субатомним об'єктом, що підпорядковується правилам як квантової механіки, так і загальної теорії відносності. Якщо звичайна чорна діра виникає після смерті масивної зірки, яка вибухнула як наднова, то квантову чорну діру теоретично можна створити в прискорювачі частинок, наприклад, у Великому адронному коллайдері.

Якщо вчені знайшли докази того, що звичайні чорні діри існують у космосі, то ніхто ще не виявив квантову чорну діру, тому ці об'єкти поки що залишаються лише в теорії.

Враховуючи це, фізики створили модель, яка перевіряє, чи залишаються сингулярності квантових чорних дір прихованими від спостерігача, коли з ними взаємодіє квантова матерія. Модель використовує гравітаційну голографію. Це метод, який допомагає зрозуміти поведінку гравітації в найекстремальніших умовах, що існують всередині чорної діри.

За словами фізиків, інформація про чорну діру може бути закодована на її межі, тобто горизонті подій. Це нагадує те, як голограма містить тривимірну інформацію у двовимірному зображенні. Так працює гравітаційна голографія.

Модель вчених показала, що коли квантова матерія вводиться в геометрію простору-часу, через квантовий ефект навколо голої сингулярності утворюється горизонт подій, який повністю закриває її від спостерігача. Оскільки цей ефект спостерігається в квантовому масштабі, фізики назвали його квантовою "космічною цензурою".

Хоча вчені ще не представили математичних доказів принципу "космічної цензури" в класичній фізиці, нова модель підтверджує його в квантовій фізиці. А отже, вона допоможе знайти докази і в класичній фізиці. Вчені вважають, що за допомогою нової моделі вони також можуть вирішити загадки, пов'язані з квантовою гравітацією.

За словами фізиків, більш точне розуміння сингулярностей чорних дір, а також того, як "космічна цензура" веде себе з урахуванням впливу квантової матерії, є важливим кроком для розуміння квантової гравітації.