Предложиха нова невероятна идея, който може да разгадае тайната на черните дупки
Има доста огромна възможност да не разбираме вярно черните дупки.
Физиците от дълго време смятат, че черните дупки са тъкмо това. Масивни гравитационни обекти, големи количества материя и пространство-време, сринати в самобитен затвор, от който няма изплъзване.
Но колкото повече ги учим, толкоз повече черните дупки отхвърлят да спомагат на тази картина. Картина, подбудена от общата доктрина на относителността на Алберт Айнщайн. Мащабен модел, който изяснява по какъв начин работи гравитацията във космополитен мащаби. Не разбираме изцяло какво се случва в центровете и границите на черните дупки. Черните дупки може даже да не са изцяло черни, защото могат да излъчват дребни количества радиация. И може би най-разочароващото е, че те не се съгласуват доста добре с визиите ни за това по какъв начин силата и материята могат да работят в дребните квантови мащаби. Понеже тези показа стават все по-ясни и избрани.
Ето за какво някои нови проучвания поеха в напълно друга посока. Какво ще стане, в случай че, както се твърди в една смела публикация, приемем черните дупки не толкоз като гравитационни тела, а като квантови обекти? Може би те отхвърлят да се подчиняват на обичайните ни гравитационни модели, тъй като в действителност са най-големите квантови обекти в света.
Особен интерес съставлява това, което се случва в центъра на черната дупка. Това са местата, където класическите ни показа за гравитацията и относителността се разпадат. Именно по тази причина физиците се пробват да се извърнат към някои комплицирани квантови калкулации, с цел да дефинират какво се случва там.
В своята работа физиците Нико Джон Лео Лобос и Реджи Пантиг организират умствен опит. В него те преглеждат черните дупки като макроскопично разследване от квантовия свят, вместо да се пробват да присаждат квантовата механика върху гравитационното изложение от общата доктрина на относителността.
Квантовият обект е обект, в който доминира неопределеността. И физиците би трябвало да употребяват „ размитите “ правила на квантовата механика за научни прогнози (електронът може да е тук, а може и да е там). А не „ чистите “, точни резултати, предлагани от класическата, макроскопична физика. Едно от тези размити правила е правилото на несигурност на Хайзенберг. Той слага строги ограничавания върху точността на нашите измервания на координатите и импулса на частицата. Този принцип се ползва единствено за доста дребни (квантови) мащаби. Но в случай че съществува фактор на размиване, който трансформира импулса в доста дребни мащаби, то може би в природата съществува различен фактор на размиване за равновесието. Фактор, който трансформира позицията в доста огромни мащаби – мащаби, сравними с тези на черните дупки.
„ Природата обича симетрията и дуалността “, пишат Лобос и Пантиг. По същия метод постъпват и други теоретични физици.
Лобос и Пантиг изследват последствията от тази концепция, като измислят по какъв начин естествената размитост в позицията може да се прояви като небосвод на събитията на черна дупка. Тяхната изумителна работа демонстрира, че е допустимо да се стартира от квантови, а не от гравитационни основи. И по този метод да се построи работеща картина на това, което назоваваме черни дупки.
В общата доктрина на относителността черната дупка е просто скупчване на материя, компресирана в безпределно дребна точка. А хоризонтът на събитията, „ повърхността “ на черната дупка, от която няма изплъзване, е естествено разследване от това компактно скупчване на материя.
На езика на квантовата механика обаче черната дупка се преглежда като специфичен тип кондензат на Бозе-Айнщайн, наименуван на името на Айнщайн и индийския физик от началото на XX век Сатяндра Натх Бозе. Тези кондензати са характерни структури на материята, в които всички частици имат идентични квантови положения. Това им разрешава да синхронизират квантовите си придвижвания, карайки ги да се държат като единни цели великански частици.
Частиците, които съставляват кондензата на Бозе-Айнщайн за черна дупка, са гравитоните – хипотетичният квантов притежател на гравитацията. Когато се образува черна дупка, гравитоните се струпват дружно, синхронизират се между тях и усилват гравитационните си резултати. Но защото частиците в Бозе-Айнщайновия кондензат се намират в едни и същи квантови положения, те могат да заемат едно и също състояние в пространството и затова черната дупка, гледана през тази леща, няма причина да бъде физически макроскопична – с други думи, тя няма да бъде по-голяма от всяка друга субатомна парченце.
Именно тук поражда двусмислието. Новите квантови правила, употребявани от Лобос и Пантиг, размиват черните дупки, като ги принуждават да заемат действително, физическо пространство. Това, което назоваваме небосвод на събитията, е единствено външната граница на този резултат на размазване. Така в тази картина черните дупки се трансформират в сбирки от раздути квантови частици, забележими и налични в макроскопичния свят и даже в галактически мащаби; това е доста друг метод за създаване на физиката на черните дупки, учреден на квантови, а не на гравитационни основи.
Изследователите оферират по какъв начин бъдещите пробни проби, като да вземем за пример по-подробни изображения от телескопа Event Horizon и неговите наследници, могат да разрешат този спор „ квантовата физика против класическата физика„. Свойствата на квантовите черни дупки леко се разграничават от тези, предсказани от общата доктрина на относителността. Разликите са дребни (те би трябвало да са такива, другояче нашите остарели модели на черни дупки щяха да бъдат отхвърлени отдавна), само че те са евентуално откриваеми. Най-показателното е, че „ сянката “ на тези квантови черни дупки може да е по-голяма от тази на черните дупки в обичайния смисъл на думата. Под сянка се схваща “ отворът “, изрязан от фоновата светлина. Те могат също по този начин да провокират по-голямо отклоняване в орбитите на всички обекти, преминаващи прекомерно близо. По-близките измервания на звездите наоколо до гигантската черна дупка на Млечния път, Стрелец А*, и бъдещите задачи на телескопа Event Horizon може да се окажат задоволително точни, с цел да открият тези разлики.
Тези откриватели не са единствените, които допускат, че черните дупки могат да действат най-малко частично като колосални квантови обекти. Друга група физици от Австралия и Канада се обърнаха към квантовата идея за суперпозицията, при която частиците са свързани между тях без значение от дистанцията сред тях. Прехвърляйки тази идея към макроскопичния свят, те откриват, че могат да пресъздадат познатите свойства на черните дупки.
А черните дупки може би не са единствените великански квантови обекти в нашата Вселена. В предлагането си групата индийски физици допуска, че космологичният небосвод на събитията – действителната граница на нашата забележима галактика – също може да е квантов артефакт. Тяхната работа следва същата логичност като тази на Лобос и Пантиг. Само че в (много) по-голям мащаб: фундаменталната несигурност в квантовите взаимоотношения се отразява в макроскопичния свят. Именно тя би могла да изясни това, което обичайно е в областта на чистата гравитация. Но съгласно група ирански физици не е належащо да се стига до такива крайности, с цел да се открие връзката сред квантовия и класическия свят. Те оферират метод за използване на разширено квантово мислене даже при проучването на извънредно горещи газове. Това са постоянно срещани обекти в нашата Вселена, разпростряли се в голямата ни галактическа мрежа.
Астрофизиците знаят, че тези хрумвания живеят в самата външна страна на нашата научна област. И че те постоянно се преследват най-вече от учените отвън нормалните институции, основани в Съединени американски щати и Европа, които преобладават в заглавията на научните вести. Много физици ще кажат, че квантовата несигурност няма причина да съществува в такива огромни мащаби. Експериментите и физическата доктрина не подтикват никого да уголемява правилото на несигурност на Хайзенберг по метода, по който го вършат някои теоретици. А до момента всичко, което сме следили по отношение на черните дупки, е било в сходство с разбирането ни за общата доктрина на относителността. Докато опитите не покажат нещо друго, няма потребност да усложняваме картината.
Но това, че тази смела научна работа е изненадваща и е отвън гъстата навалица в центъра на „ Нобеловия промишлен комплекс “, не значи, че тя е неправилна или даже безплодна. Науката също е обвързвана с безумни хрумвания. Тя е проучване и храброст. Тя е скок в тъмното и намиране на свободата да се удивляваме на света към нас.
