Istraživanje: Crne rupe nisu trodimenzionalne već dvodimenzionalne, kao hologrami

Istraživanje: Crne rupe nisu trodimenzionalne već dvodimenzionalne, kao hologrami
Foto: Event Horizon Telescope

SVI se vjerojatno još uvijek sjećamo prve snimke crne rupe u povijesti koja je objavljena prije godinu dana. Ipak, prema novom istraživanju talijanskih znanstvenika, crne rupe bi zapravo mogle nalikovati hologramima, u kojima se sve informacije nalaze na dvodimenzionalnoj površini koja može reproducirati trodimenzionalnu sliku.

Zanimljivo, zar ne? Prema studiji, ovi fascinantni svemirski objekti iznimno su složeni i na dvodimenzionalnoj površini sadrže ogromnu količinu informacija, kao najveći tvrdi disk koji postoji, što odgovara kvantnim predviđanjima. No ova ideja podudara se i s Einsteinovom teorijom relativnosti koja crne rupe opisuje kao trodimenzionalne, jednostavne, okrugle i glatke. Ukratko, crne rupe prema ovoj teoriji "izgledaju" trodimenzionalno, baš kao hologrami, što pomiruje dvije naizgled neusklađene teorije, piše Phys.org.

Istraživanje su proveli znanstvenici s instituta Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), Međunarodnog centra za teorijsku fiziku (ICTP) i talijanskog Nacionalnog instituta za nuklearnu fiziku (INFN).

Misterij crnih rupa

Za astrofizičare, crne rupe predstavljaju problem iz više razloga. Primjerice, teško im je pomiriti načela Einsteinove opće teorije relativnosti s principima kvantne fizike. Prema prvoj teoriji, trebalo bi se raditi o jednostavnom svemirskom tijelu bez informacija. Prema kvantnoj, kako smatraju Jacob Bekenstein i Stephen Hawking, crne rupe su "najkompleksniji postojeći sustavi" jer ih karakterizira ogromna "entropija" pa u skladu s time sadrže veliku količinu informacija.

Pri ovom najnovijem istraživanju, fizičar Francesco Benini sa SISSA-e, ICTP-a i INFN-a te fizičar Paolo Milan sa SISSA-e i INFN-a koristili su ideju staru gotovo 30 godina, zvanu - holografsko načelo i njome pomirili dvije oprečne teorije; teoriju relativnosti koja opisuje crne rupe kao sferične, glatke te jednostavne i kvantnu teoriju koja ih opisuje kao izuzetno složene i pune informacija.

"Možemo opisati gravitaciju bez gravitacije"

"Ovo revolucionarno i pomalo kontraintuitivno načelo sugerira da se ponašanje gravitacije na određenom području može alternativno opisati kao drugačiji sustav koji postoji samo uz rub tog područja i samim time u jednoj dimenziji manje.

I što je još važnije, gravitacija u ovom alternativnom opisu, koji se naziva holografski, nije nužna. Drugim riječima, holografski princip omogućava opisivanje gravitacije jezikom koji ne sadrži gravitaciju, čime izbjegavamo sukob s kvantnom mehanikom“, napisali su stručnjaci u studiji.

"Uspjeli smo primijeniti teoriju holografskog principa na crnim rupama. Na taj su način njihova tajanstvena termodinamička svojstva postala razumljivija. Ako se služimo pretpostavkom da ta tijela imaju veliku entropiju i promatramo ih kroz prizmu kvantne mehanike, onda ih možemo opisati kao hologram: imaju dvije dimenzije, pri čemu nestaje gravitacije, ali reproduciraju objekt u tri dimenzije“, objasnili su.

Istraživanje naziva Black Holes in 4D N=4 Super-Yang-Mills Field Theory objavljeno je u časopisu Physical Review X

Znate li nešto više o temi ili želite prijaviti grešku u tekstu?
Učitavanje komentara