Ahli fizik dari Institut Matematik Steklov dari Akademi Sains Rusia telah mengembangkan penerangan teori mengenai tingkah laku jirim di dalam lubang hitam dan telah menemui cara yang mungkin untuk mendamaikan fizik kuantum dan teori graviti, menurut sebuah artikel yang diterbitkan dalam Jurnal Fizik Tenaga Tinggi.
"Kami menggunakan pendekatan holografik. Ini terdiri dari fakta bahawa sistem dua dimensi kuantum yang "hidup" di sempadan ruang 3D melengkung khas, yang disebut ruang anti-de Sitter, dapat digambarkan di dalamnya oleh fizik gravitasi klasik. Oleh itu, ruang tiga dimensi, bersama dengan semua yang berlaku di dalamnya, memainkan peranan sebagai hologram yang menggambarkan apa yang berlaku secara langsung dalam sistem fizikal kita, "kata Mikhail Khramtsov dari Institut Matematik, yang dipetik oleh perkhidmatan akhbar Yayasan Sains Rusia.
Lubang hitam biasa dan supermasif mempunyai graviti yang kuat sehingga tidak dapat diatasi tanpa melebihi kecepatan cahaya. Tidak ada objek atau radiasi yang dapat melarikan diri dari luar kesan lubang hitam, yang disebut "cakrawala peristiwa".
Apa yang berlaku di luar cakerawala peristiwa tetap menjadi misteri dan menjadi kontroversi di kalangan ahli fizik. Sebilangan besar saintis percaya bahawa, pada dasarnya, mustahil untuk melihat ke dalam lubang hitam dan mengkaji strukturnya, kerana ini akan membawa kepada akibat yang sangat tidak menyenangkan - dalam hal ini, mustahil untuk mendamaikan teori relativiti dan mekanik kuantum Einstein.
Walaupun begitu, lubang hitam memang ada, dan tingkah lakunya mesti dijelaskan. Baru-baru ini, para saintis mula percaya bahawa lubang hitam sebenarnya bukan tiga dimensi, tetapi objek dua dimensi - sejenis "hologram" ruang, di mana ruang menyusut lebih dekat ke tepi dan di mana objek yang dilemparkan dalam garis lurus kembali ke titik penerbangan.
Teori ini dan persamaan yang menggambarkannya dikemukakan pada akhir 1990-an oleh dua ahli kosmologi terkenal - Juan Maldasena dari Universiti Princeton dan Gerard 't Hooft dari Universiti Utrecht. Menurut beberapa saintis, prinsip yang serupa dapat menggambarkan keseluruhan Alam Semesta secara keseluruhan - dengan kata lain, sangat mungkin kita hidup di dalam hologram dua dimensi yang rata.
Berdasarkan prinsip-prinsip ini, Khramtsov dan rakan-rakannya cuba menjelaskan mengapa kewujudan lubang hitam tidak melanggar undang-undang termodinamik, dan juga menerangkan proses kuantum yang bertanggungjawab untuk pengangkutan haba di dalamnya, berdasarkan teori relativiti dan undang-undang klasik fizik yang lain.
Pengiraan telah menunjukkan bahawa dalam lubang hitam analog tertentu keseimbangan termodinamik sememangnya dapat diperhatikan, seperti di Alam Semesta "normal". Para saintis menekankan bahawa ini dapat disahkan secara eksperimen dengan zarah bertabrakan yang disejukkan ke suhu mendekati sifar mutlak.
Video promosi:
Sekiranya zarah-zarah tersebut jatuh ke dalam perangkap magnet, maka apabila disinari dengan laser, mereka akan berkelakuan dengan cara yang hampir sama dengan jirim dalam lubang hitam rata. Khususnya, maklumat mengenai kemunculan ikatan kuantum baru antara zarah-zarah akan menyebarkan di dalam perangkap dengan kelajuan tertentu, dan penyimpangan daripadanya akan bermaksud bahawa pengiraan ahli fizik Rusia tidak sepenuhnya betul.
Seperti yang dicatat oleh Khramtsov, plasma quark-gluon yang timbul di dalam LHC atau collider RHIC di Brookhaven (AS) dapat dipanaskan dengan cara yang serupa, yang memungkinkan menggunakan prinsip yang sama untuk menggambarkan tingkah lakunya dan kajian lebih lanjut. Menurutnya, dalam waktu terdekat, ahli fizik Rusia akan berusaha mencari jawapan kepada satu lagi persoalan penting yang berkaitan dengan lubang hitam: adakah maklumat hilang ketika jirim melewati cakrawala peristiwa.
