Уметнички приказ на супермасивна црна дупка. Заслуги: NASA/CXC/M.Weiss, via Flickr. CC BY-NC 2.0
Ново истражување изнесе ново разбирање на законите на општата релативност, и откри некоја чудна физика што се случува во црни дупки. Имено, дека во нив, насоката на времето може да биде свртена обратно.
Многу физички процеси се совршено симетрични во времето. На пример нишалото. Ако е прикажано видео од занишано нишало, не може да се забележи дали видеото се движи напред или назад. Но некои процеси не се симетрични. На пример, може да забележиме кога нишалото се успорува поради триење и знаеме дека почнало да се ниша во одредено време, така што може да му дадеме привремена физичка насока. Насоченоста на времето и нашата претстава за истата е наречена ‘временска стрела’ од британскиот астроном Артур Едингтон, и е поврзана со ентропијата на универзумот.
Ентропијата обично се опишува како мерка на нарушувањето на еден систем. Во термодинамичка смисла, ентропијата се гледа како количеството на енергија што системот ја губи засекогаш. Во изолиран систем (како универзум) ентропијата секогаш се зголемува. Според тоа, многу научници веруваат дека постои врска помеѓу ентропијата и нашата перцепција за време. Ова се нарекува термодинамичко време. Ако видиме скршено јајце како се реформира и враќа назад на полицата, ќе знаеме дека нешто е погрешно.
Во 1974 година, Стивен Хокинг откри дека ентропијата на црна дупка е всушност поврзана со областа на хоризонтот на настани, границата во време-просторот што го одделува набљудувачот од црната дупка. Хоризонтот на настани се смета дека е точка од која нема враќање: ништо не може да избега од хоризонтот на настани. Ова откритие водеше до дефинирање на холографски принцип, кој тврди дека целата информација во врска со црна дупка во тридимензионален простор е кодирана на дводимензионалната површина, што е аналогно со тоа како холографска слика создава илузија на трета димензија базирано на дводимензионална проекција.
Хоризонтите на настани произлегуваат од решенијата на општата релативност, но наједноставниот математички опис на хоризонтот на настани води до парадокс. Хоризонтите на настани мора да бидат свесни за целата историја на Универзумот, од Големиот Прскот до неговата смрт. Ова создава одредени компликации бидејќи претпоставува дека универзумот мора да биде детерминистички и дека минатото и иднината се испишани на „кожата“ на црните дупки. Додека овој парадокс не влијае на набљудувањата и предвидувањата за физиката на црните дупки, сепак претставува ограничувачки фактор за вистински да се разбере како работат црните дупки.
Новото истражување се обидува да го коригира овој значаен пропуст во физиката на црните дупки. Основната идеја на овој труд е базиран на холографскиот принцип. Авторите претпоставуваат дека хоризонтот на настани е всушност холографски екран, хипер-површина со специфична ентропија. Може да има два типа на екрани, минат холографски екран и иден холографски екран, во зависност од тоа дали ентропијата на површината се зголемува или намалува.
„Холографските екрани се на некој начин локално ограничување на регионите на силни гравитациски полиња,“ вели Нета Енгелард автор на студијата. „Идните холографски екрани се однесуваат на гравитациските полиња што ја привлекуваат материја заедно… додека пак минатите холографски екрани се однесуваат на региони што ја расфрлаат материјата…“
Ако овој закон се примени на универзумот во целост, стрелката на ентропија е конзистентна со вториот закон на термодинамика. Ентропијата се зголемува, времето тече напред. Но применување на законот во црни дупки доведува до интересен резултат. Во рамките на црната дупка, ентропијата се намалува (работите стануваат поорганизирани), па така термодинамичкото време тече наназад.
Покрај тоа што оваа последица е доста интересна, трудот е важен бидејќи може да го реши долгогодишниот проблем околу физиката на црни дупки.
Превод: Биљана Велинова
Извор: IFL Science
