Fysikere fra Steklov matematiske institut for det russiske videnskabsakademi har udviklet en teoretisk beskrivelse af materiens opførsel inden i sorte huller og har fundet en mulig måde at forene kvantefysik og teorien om tyngdekraft, ifølge en artikel offentliggjort i Journal of High Energy Physics.
”Vi brugte en holografisk tilgang. Det består i det faktum, at et kvantet todimensionelt system, der "lever" på grænsen til et specielt buet 3D-rum, kaldet anti-de Sitter-rummet, kan beskrives inde i det af klassisk gravitationsfysik. Således spiller det tredimensionelle rum sammen med alt, hvad der sker indeni, rollen som et hologram, der illustrerer, hvad der sker direkte i vores fysiske system,”sagde Mikhail Khramtsov fra det matematiske institut, citeret af pressetjenesten fra Russian Science Foundation.
Regelmæssige og supermassive sorte huller har en så stærk tyngdekraft, at de ikke kan overvindes uden at overskride lysets hastighed. Ingen genstande eller stråling kan flygte ud over påvirkningen af det sorte hul, der kaldes "begivenhedshorisonten".
Hvad der sker ud over begivenhedshorisonten forbliver et mysterium og et spørgsmål om kontrovers blandt fysikere. De fleste forskere mener, at det principielt er umuligt at se inde i et sort hul og studere dets struktur, da dette vil føre til ekstremt ubehagelige konsekvenser - i dette tilfælde vil det være umuligt at forene Einsteins relativitetsteori og kvantemekanik.
Ikke desto mindre findes sorte huller, og deres opførsel skal beskrives på en eller anden måde. Relativt for nylig begyndte videnskabsmænd at tro, at sorte huller faktisk ikke er tredimensionelle, men todimensionelle genstande - et slags rum "hologrammer", hvor pladsen krymper tættere på kanterne, og hvor en genstand kastet i en lige linje vender tilbage til flyvepunktet.
Denne teori og ligningerne, der beskriver den, blev fremsat i slutningen af 1990'erne af to velkendte kosmologer - Juan Maldasena fra Princeton University og Gerard 't Hooft fra Utrecht University. Ifølge nogle forskere kan lignende principper beskrive hele universet som en helhed - med andre ord er det meget muligt, at vi lever inde i et fladt to-dimensionelt hologram.
Baseret på disse principper forsøgte Khramtsov og hans kolleger at forklare, hvorfor selve eksistensen af sorte huller ikke er i strid med termodynamikens love samt beskrive de kvanteprocesser, der er ansvarlige for transport af varme inde i dem, baseret på relativitetsteorien og andre klassiske fysiske love.
Beregninger har vist, at der i et sort hul faktisk kan observeres en bestemt analog termodynamisk ligevægt, som i det "normale" univers. Forskere understreger, at dette kan verificeres eksperimentelt ved at kollidere partikler, der afkøles til temperaturer tæt på absolut nul.
Salgsfremmende video:
Hvis sådanne partikler falder i magnetiske fælder, vil de, når de bestråles med en laser, opføre sig på omtrent samme måde som stof i flade sorte huller. Specielt vil information om forekomsten af nye kvantebindinger mellem partikler forplante sig inde i fælden med en bestemt hastighed, og afvigelser fra den vil betyde, at beregningerne fra russiske fysikere ikke er helt korrekte.
Som Khramtsov bemærker, kan quark-gluon-plasmaet, der opstår inde i LHC eller RHIC-collideren i Brookhaven (USA), opvarmes på en lignende måde, som gør det muligt at bruge de samme principper til at beskrive dens opførsel og yderligere undersøgelse. Ifølge ham vil russiske fysikere i den nærmeste fremtid forsøge at finde et svar på et andet vigtigt spørgsmål relateret til sorte huller: er information mistet, når materien passerer gennem begivenhedshorisonten.