Чёрные дыры – это голограммы

Чёрные дыры, безусловно, являются одними из самых загадочных объектов, обнаруженных во Вселенной. Они считаются своего рода космической тюрьмой, их мощная гравитация притягивает пространственные объекты, будь то газовые облака или звёзды; и даже кванты света не в состоянии вырваться из их непреодолимого плена.

Казалось бы, для нас, живущих в трёхмерности, все небесные тела, и чёрные дыры в том числе (естественно, со всем их содержимым), должны иметь как минимум три измерения. Но не всё так просто.

Согласно расчётам учёных, то, что чёрные дыры гипотетически являются трёхмерными по своей природе, вовсе не исключает их двухмерности. И вот почему. Дело в том, что ещё с 70-х годов существует теория Вселенной-голограммы, которую мы не можем наблюдать непосредственно. Что представляет собой голограмма? Это двухмерная плоскость (допустим, кусок прозрачной плёнки), которая при определённом освещении лазерным лучом и под определённым углом зрения воссоздаёт в пространстве трёхмерный предмет.

Получается, что все «реальные» предметы – это всего лишь проекции двухмерных записей на какой-то далёкой воображаемой «стене, ограничивающей наш мир». Стена эта весьма и весьма условная.

Новое исследование развивает теорию, основной постулат которой состоит в том, что чёрные дыры – это тоже голограммы. Такая спорная идея была предложена физиками-теоретиками, которые разработали новый способ оценки хаотического состояния за горизонтом событий (то есть, грубо говоря, границей воздействия) чёрных дыр. Для того чтобы понять, представьте себе, что чёрная дыра проглотила какую-то планету. Информация об этом небесном теле, конечно же, не исчезла бесследно. Она хранится на горизонте событий, но не в первоначальном, трёхмерном виде, а, допустим, в виде динамически изменяющейся двухмерной фотографии.

Каким же образом создаётся эта проекция в огромных космических масштабах? Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, позволит учёным получить новую информацию о гравитационных волнах, которые, как полагают, существуют внутри чёрных дыр.

«Мы получили возможность использовать более полную и богатую модель по сравнению с моделями петлевой квантовой гравитации (LQG), разработанными в прошлом. В свою очередь, это гарантирует наиболее достоверный результат, – говорит один из участников эксперимента, доктор Даниэль Пранцетти, сотрудник Мюнхенского института теоретической физики имени Макса Планка. – Сравнение упрощённых моделей LQG с результатами квазиклассического анализа, проведённого Хокингом и Бекенштейном, устраняет двусмысленность толкований некоторых процессов».

Какие процессы имеются в виду? Для того чтобы получить свои расчёты, учёные использовали явление, называемое квантовой гравитацией, которое позволило им исследовать энтропию (количественное выражение хаотичности движения всех составляющих) внутри чёрных дыр. Согласно теории квантовой гравитации, ткань пространства-времени состоит из «зёрен», которые исследователи называют «кванты»; именно на примере этих частиц исследуется влияние гравитации в крайне малых масштабах.

«Идея, лежащая в основе нашего исследования, состоит в том, что однородные классические геометрические формы состоят из скопления квантов в пространстве, – объясняет Пранцетти. – Таким образом, мы получили описание квантовых состояний чёрной дыры, с помощью которых можно объяснить физику пространственно-временного континуума».

Предыдущие исследования (в частности, труды профессора Стивена Хокинга) предполагали, что энтропия чёрной дыры пропорциональна её площади, а не объёму. Эти результаты были чисто теоретическими, поскольку учёным нужны были какие-нибудь явные, материальные компоненты, которые своим хаотичным движением могли бы показать сущность процесса энтропии. Для новых расчётов гравитационных воздействий были использованы квантовые скопления, и в результате было доказано: состав чёрных дыр находится в пределах двухмерной плоскости.

То есть выходит, что весь наш мир – это отражение процессов, происходящих на неких воображаемых границах Вселенной. А горизонт событий чёрных дыр – это отражения отражений (как тут не вспомнить знаменитую аллегорию Платона о пещере, тенях на её поверхности и жизни как иллюзии).

Кем же в таком случае являются люди? Только ли 3D проекцией далёкого двухмерного варианта?.. На этот вопрос ответ у каждого свой.

Статья основана на исследовании: Daniele Oriti, Daniele Pranzetti, and Lorenzo Sindoni, Horizon Entropy from Quantum Gravity Condensates, Physical Review Letters (2016). DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.211301

Елена Муравьёва для сайта neveroyatno.info