Черные дыры доказывают жизнь в голографической Вселенной

Черные дыры доказывают жизнь в голографической Вселенной, пишет редактор издания Pop Mech Кэролайн Делберт, полагаясь на данные последних исследований.

Делберт прежде всего озадачилась тем, что черные дыры имеют сложную форму, а внутри гравитация существует в трех измерениях. Но черные дыры также связаны с внешними частицами и магнитными полями, которые существуют только в двух измерениях. Так как же черная дыра может существовать как в двух измерениях, так и в трех измерениях одновременно? Из этого может следовать вывод, доказывающий жизнь в голографической Вселенной.

Ученые считают, что в данном случае работает математический феномен, называемый «теорией голографической двойственности». Хуан Малдасена, аргентинский физик-теоретик, открыл эту концепцию в 1997 году, согласно которой события внутри гравитационного пространства (например, черной дыры) математически эквивалентны негравитационным событиям на поверхности этого пространства, в которых участвуют частицы.

Другими словами, голографическая теория дуальности может содержать тайную связь между физикой элементарных частиц — изучением крошечных частиц, из которых состоит вся материя, - и общей теорией относительности Эйнштейна, утверждающей, что гравитация возникает из-за искривления пространства и времени.

В новом исследовании, опубликованном в журнале PRX Quantum, ученые Мичиганского университета ищут подтверждение этой голографической теории дуальности внутри черных дыр.

«Вспомните базовое исчисление. Есть линии, которые представлены x и y. Затем идут кривые, представленные x² и y. И если мы возведем эти переменные еще в одну степень, мы получим трехмерные поверхности и формы. Отношения между измерениями являются ключевыми для исчисления, как и отношения между конечным и бесконечным», - размышляет автор статьи.

Как это связано с черными дырами? Одно из выражений теории струн и квантовой теории нацелены на объединение двух- и трехмерных аспектов реального мира, чтобы помочь рассчитать и понять некоторые сложные явления. Результаты могут объединить стандартную модель физики элементарных частиц и общую теорию относительности, замкнув круг: это голографическая двойственность.

Мичиганский университет объясняет в пресс-релизе:

«Чтобы представить это, подумайте еще раз о черной дыре, которая искривляет пространство-время из-за своей огромной массы. Гравитация черной дыры, которая существует в трех измерениях, математически связана с частицами, танцующими над ней в двух измерениях. Следовательно, черная дыра существует в трехмерном пространстве, но мы видим ее проецируемой через частицы. Некоторые ученые предполагают, что вся наша Вселенная — это голографическая проекция частиц, и это может привести к последовательной квантовой теории гравитации».

Другими словами, идеи, которые плохо сочетаются, когда все трехмерно, могут лучше работать вместе, когда такие вещи, как черные дыры, вместо этого рассчитываются в двух измерениях. Это может превратить трехмерную черную дыру без стандартных «частиц» в двухмерную идею, которую можно измерить с помощью частиц.

Итак, сложив все кусочки вместе, мы имеем двумерную сетку взвешенных значений, описывающих поверхность черной дыры, которая находится под ней. И оттуда ученые могут использовать математические идеи для изучения числовой сетки так же, как и все остальное.

«Ученые надеются, что матричные модели, которые описывают, как один вид черной дыры может выглядеть внутри, помогут пролить «свет», так сказать, на горизонт событий этих особых черных дыр — и за его пределы. Что находится на горизонте событий для черной дыры? Откуда это взялось? Ответ на эти вопросы был бы шагом к реализации квантовой теории гравитации», - резюмирует автор изучения.