Во принцип, сè што ќе влезе во црна дупка не може да излезе. Ова е главната причина поради која проучувањето на овие мистериозни тела е значително комплициранo, уште од 1916-та година, кога како директна последица од Ајнштајновата теорија на релативност било хипотетски претпоставено постоењето на вакво тело, црните дупки биле тема на научни дебати. Во секој случај постои консензус во научните кругови кога станува збор за ентропијата (мерка за внатрешно нарушување односно хаотичност на физички систем) на црна дупка бидејќи нејзиното непостоење би го нарушило вториот закон на термодинамиката. Околу тоа, Џејкоб Бекенштајн и Стивен Хокинг предложија дека ентропијата на една црна дупка е пропорционална со нејзината површина, наместо со нејзиниот волумен. Оваа претпоставка претставува почетокот на т.н. „холографска“ хипотеза за црните дупки, која предлага дека тоа што нам ни изгледа дека е тридимензионално, всушност е проекција на далечен дводимензионален космички хоризонт, односно нешто како холограм.
Бидејќи ние не можеме да видиме позади хоризонтот на настани (надворешната граница на црна дупка), внатрешните микро-состојби кои ја дефинираат ентропијата се непознати. Како тогаш ќе ја измериме? Теоретскиот пристап предложен од Хокинг и Бекенштајн е полукласичен (хибрид помеѓу класична физика и квантна механика) и ја вклучува можноста (или потребата) од квантно гравитациски пристап во овие проучувања со цел да се обезбеди пофундаментално разбирање на физиката на црните дупки.
Планкова должина е (многу малата) димензија на која простор-времето прекинува да биде континуирано, и добива дискретна зрнетост направена од кванти, „атомите“ на простор-времето. Универзумот при овие димензии е опишан преку квантната механика. Квантна гравитација е поле на испитување кое ја проучува гравитацијата на ниво на квантната механика. Гравитацијата е многу добро опишана во класичната физика, но не е јасно како таа „се однесува“ на квантно ниво.
Даниел Пранцети (Daniele Pranzetti) и нејзини колеги, во нов труд објавен во „Physical Review Letters“, презентира битен резултат добиен со применување на втора квантизациска формулација на јамкастиот квантно гравитациски формализам. Јамкаста квантна гравитација (ЈКГ) е теоретски пристап кон проблемот на квантната гравитација, додека теорија на групно поле е „јазикот“ низ кој теоријата е применета во овој труд.
„Идејата на основата на нашето истражување е дека хомогената класична геометрија потекнува од кондензат од кванти од просторот претставени во ЈКГ со цел да се опишат квантните геометрии,“ објаснува Пранцети. „На тој начин, ние добивме опис на квантни состојби на црна дупка, исто така соодветни за опишување на физиката на ‘континуумот’ (физиката на простор-времето какво што го знаеме).“
Кондензати, квантни флуиди и Универзумот како холограм
Кондензат во овој случај е мноштво на просторни кванти, кои имаат подеднакво исти својства, така што без разлика што има мноштво од нив, ние можеме да го проучуваме нивното колективно однесување познавајќи ги нивните микроскопски својства на индивидуално ниво. Па така, аналогијата со класичната термодинамика изгледа појасна, односно како што нам флуидите ни изгледаат како континуирана маса од материјал, а всушност тие претставуваат колекција од огромен број атоми, исто така, во квантната гравитација, фундаменталните просторни честички формираат налик флуиден континуиран простор-време. Пранцети и нејзините колеги сметаат дека континуирана и хомогена геометрија како онаа што се среќава кај црните дупки (симетрично-сферична геометрија), може да се опише како кондензат, притоа олеснувајќи ги основните математички пресметки, а во исто време земајќи ги во предвид бесконечниот број на степени на слобода.
„На тој начин ние сега имаме покомплетен и побогат модел отколку претходните ЈКГ модели, преку кој можеме да добиеме пореалистични и постабилни резултати.“ вели Пранцети. „Овој модел ни овозможи да разрешиме неколку нејаснотии засегајќи претходно направени пресметки, споредувајќи го овој поедноставен ЈКГ модел со резултатите од полукласичната анализа спроведена од Хокинг и Бекенштајн“. Друг важен аспект на научниот труд на Пранцети и нејзините колеги е предлогот на цврст механизам поддржувајќи ја холографската хипотеза, која што укажува дека тридимензионалноста на црните дупки е привидна и целокупната нивна информација може да биде содржана на дводимензионална површина, исклучувајќи ја притоа потребата од истражување на нивната внатрешната структура (поради поврзувањето на ентропијата со површината наместо со волуменот).
Превод: Бобан Панов
Извор: Phys
