Novo matematičko objašnjenje unutrašnjosti crnih rupa dovodi u pitanje postojanje beskonačnog singulariteta u njihovom središtu.
Teorijski fizičari sa Univerziteta u Birmingemu i Tehnološkog univerziteta u Beču ponudili su novo objašnjenje unutrašnje strukture crnih rupa, prema kojem one možda nisu beskrajni kosmički ponori sa singularitetom u središtu, kako ih opisuje klasična opšta teorija relativnosti.
Autori rada smatraju da bi kvantni efekti u blizini horizonta događaja mogli značajno promijeniti naše razumijevanje unutrašnjosti crnih rupa i ponuditi moguće rešenje za jedan od najvećih problema savremene fizike - paradoks gubitka informacija, piše SciTech Daily.
Prema klasičnoj opštoj teoriji relativnosti Alberta Ajnštajna, crna rupa nastaje kada se masivna zvijezda uruši pod dejstvom sopstvene gravitacije, formirajući oblast beskonačne gustine poznatu kao singularitet, okruženu horizontom događaja iz kojeg ništa, pa ni svjetlost, ne može da pobjegne. Međutim, kada se u ovaj opis uključe principi kvantne mehanike, pojavljuje se ozbiljan teorijski problem. Ukoliko bi informacije o materiji koja upadne u crnu rupu bile zauvijek izgubljene nakon njenog postepenog isparavanja putem Hokingovog zračenja, bio bi narušen jedan od osnovnih principa kvantne fizike - očuvanje informacija.
Kako bi pokušali da razriješe ovaj paradoks, istraživači su analizirali ponašanje kvantnih polja u ekstremno jakom gravitacionom polju u blizini horizonta događaja. Njihovi matematički modeli ukazuju da kvantne fluktuacije stvaraju efektivni pritisak koji sprečava potpuni gravitacioni kolaps materije u singularitet.
Prema ovom modelu, u uslovima ekstremne gustine kvantni efekti postaju dominantni, zbog čega klasični opis opšte relativnosti više nije dovoljan za objašnjenje unutrašnje strukture crne rupe. Umjesto beskonačne tačke u centru, unutrašnjost bi mogla predstavljati izuzetno gusto kvantno stanje koje čuva informacije o materiji koja je u nju dospjela.
Takav pristup mijenja i način na koji se posmatra horizont događaja. U okviru predloženog modela, on nije samo jednosmjerna granica bez povratka, već dinamična kvantna oblast u kojoj informacije ostaju sačuvane kroz složene kvantne korelacije. Umjesto da budu trajno uništene, informacije bi tokom veoma dugog procesa Hokingovog zračenja mogle postepeno da se vraćaju u spoljašnji svemir. Na taj način bilo bi moguće uskladiti predviđanja opšte teorije relativnosti sa osnovnim principima kvantne mehanike, što predstavlja jedan od najvećih ciljeva savremene teorijske fizike.
Iako je riječ o teorijskom radu koji će zahtijevati dodatne matematičke analize i buduće pokušaje eksperimentalne provjere, autori smatraju da bi posmatranja gravitacionih talasa nastalih pri sudarima i spajanjima crnih rupa mogla pružiti podatke koji bi pomogli u procjeni ispravnosti ovakvih modela.
Rezultati istraživanja ne predstavljaju konačan odgovor na pitanje šta se zaista nalazi u unutrašnjosti crne rupe, ali predstavljaju značajan korak ka razumevanju kvantne gravitacije i mogućem ujedinjenju dva najveća stuba moderne fizike - opšte teorije relativnosti i kvantne mehanike.
Ukoliko se ovakav pristup potvrdi, crne rupe više ne bi bile posmatrane kao kosmički objekti koji nepovratno uništavaju informacije, već kao izuzetno složeni kvantni sistemi u kojima se one čuvaju i evoluiraju na način koji tek počinjemo da razumijemo.
Izvor: Telegraf