Juodosios skylės – kosminis Rozetės akmuo?

Kvantinis pobūdis reiškia, kad juodąsias skyles galima apibūdinti dviem skirtingomis fizikos kalbomis – trauka ir kvantine mechanika. Ši idėja ne tik padeda pagrindus ilgai ieškotai kvantinės traukos teorijai, bet ir padeda įminti kai kurias paslaptis, supančias šiuos keistus objektus.

Juodosios skylės kupinos mįslių. Teorija teigia, kad jos turėtų išnykti ir išskirti pastovios temperatūros šilumą, tačiau niekas nežino, kodėl. Dėl kažikokios priežasties, besitraukdamos jos tampa karštesnės, rašo NewScientist.com.

Alberto Einsteino bendroji reliatyvumo teorija, populiariausia gravitacijos teorija, yra įprastas būdas apibūdinti juodąsias skyles, kurios gali sverti milijardus kartų daugiau nei Saulė. Georgi Dvali iš Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacijos (CERN) Ženevoje, Šveicarijoje, ir Cesaris Gomezas iš Madrido Autonominio universiteto Ispanijoje nusprendė išmėginti kvantinės mechanikos kalbą, kuri paprastai naudojama tik labai mažiems objektams.

Pirmasis žingsnis, kuriant šį „kvantinį portretą“, anot G. Dvali, buvo juodųjų skylių apibrėžimas dalelių požiūriu. „Kvantinės srities teorijoje sudedamosios dalys yra dalelės“, – teigė jis.

Mokslininkai pasirinko gravitonus, hipotetines masės neturinčias daleles, kurios, kaip manoma, perneša gravitacijos jėgą, lygiai kaip fotonai perneša elektromagnetinę jėgą. G. Dvali ir C. Gomezas samprotauja, jog kadangi juodoji skylė yra tankiausias žinomas objektas, gravitonai turi būti susigrūdę kaip įmanoma glaudžiau.

Kvantinė mechanika jau turi terminą tokiai sistemai apibūdinti – Bose-Einsteino kondensatas. Šioje būsenoje dalelės yra tokios šaltos ir taip tankiai susigrūdusios, kad jos elgiasi kaip vienas kvantinis objektas, o kvantiniai efektai tampa matomi mikroskopiniu mastu. Juodąsias skyles prilyginę perpildytam gravitonų kibirui, mokslininkai įminė keletą mįslių, viena jų – kodėl juodosios skylės spinduliuoja energiją ir nykdamos tampa karštesnės.

Dėl kvantinių svyravimų labai dažnai gravitonai įgaus pakankamai energijos ir iššoks iš kibiro. Stebėtojas, esantis už juodosios skylės ribų, matys temperatūros kilimą, sutampantį su gravitonų energija. Kai kibire lieka mažiau gravitonų, šie vienas su kitu sulimpa glaudžiau, taigi kitam gravitonui, kuris norės pasprukti, reikės daugiau energijos.

Kvantinį portretą galima papildyti jau egzistuojančiu gravitaciniu juodųjų skylių paveikslu, leidžiančiu fizikams juos interpretuoti kaip Rozetės akmenį. Galiausiai tai gali virsti kvantinės gravitacijos teorija.

„Šiame paveiksle gravitacines gravitonų savybes mes aprašome kvantinės mechanikos kalba. Mes kuriame kvantinę Einsteino teorijos versiją“, – aiškino G. Dvali.

Tačiau mokslininkai įtikino ne visus. „Mano požiūriu, juodosios skylės yra įmantresnės nei vien gravitonų kondensatas“, – teigė Gerard`t Hooftas iš Utrechto universiteto Nyderlanduose. Tačiau G. Dvali įsitikinęs, kad idėja pakankamai elegantiška, kad būtų vertinama rimtai.