Черные дыры — самые загадочные объекты Вселенной. Они поглощают даже свет, но остается ли хоть какой-то след от того, что когда-то попало в их гравитационную ловушку? Ответ на этот вопрос может скрываться в запутанных структурах — суперлабиринтах, о которых рассказывает новое исследование в рамках теории струн.
Что внутри суперлабиринтов?
Согласно М-теории (расширению теории струн), наша Вселенная имеет 11 измерений вместо четырех. В этой модели основа реальности — вибрирующие многомерные объекты, или браны. Суперлабиринты — это сложные переплетения двумерных и пятимерных бран в сердце черных дыр. Они напоминают бесконечный квантовый пазл, где каждый элемент хранит информацию о поглощенной материи.
«Представьте лабиринт с сотнями комнат, перекрестков и стен, где каждый слой взаимодействует с другими. В таком месте двумерные вещи могут встречаться с пятимерными. Когда они встречаются, они тянутся друг к другу и сгибаются», — объясняет Николас Ворнер, соавтор исследования из Университета Южной Калифорнии.
Согласно гипотезе, микроструктура черной дыры выглядит как переплетение различных измерений между собой. Материя внутри этих гравитационных монстров настолько сжимается, что превращается в нечеткие шары из вибрирующих бран, которые имеют признаки черных дыр, но без горизонта событий — они получили название фузболы (fuzzballs).
Почему фузболы важны?
Традиционная модель черных дыр противоречит квантовой механике из-за «информационного парадокса»: согласно Стивену Хокингу, испарение дыр из-за излучения уничтожает информацию об их содержимом, что невозможно по законам физики. Фузболы позволяют избежать этого парадокса. Поскольку они не имеют сингулярности, их внутренняя структура может «записывать» данные о поглощенных объектах и передавать их через излученные частицы.
«Суперлабиринт имеет колоссальную емкость для хранения информации. Это решает парадокс», — подчеркивает Уорнер.
Критика гипотезы
Исследование, опубликованное в Journal of High Energy Physics, получило неоднозначные отзывы. Самир Матур, автор концепции фузболов, называет суперлабиринты «элегантным шагом» в создании новых моделей. Однако физик Дон Марольф замечает: хотя структуры имеют массу и заряд, как у обычных дыр, их соответствие основным свойствам (например, энтропии) еще не доказано.
Суперлабиринты — это еще одна попытка сблизить общую теорию относительности и квантовую механику. Их изучение поможет не только понять черные дыры, но и приблизиться к Теории всего — единому описанию фундаментальных сил природы.
Хотя суперлабиринты пока остаются гипотетической моделью, они открывают новые горизонты в физике. Возможно, именно в этих многомерных структурах кроется ключ к разгадке главных тайн Вселенной.
Ранее мы объясняли, можно ли выжить в черной дыре и выйти с другой стороны.
По материалам scientificamerican.com
