У чорних дір виявлено квантові властивості

Група фізиків-теоретиків провела розрахунки, які виявили дивовижні квантові явища чорних дір, включно з їхньою приголомшливою здатністю одночасно мати різні маси.

Про це розповідають в Квінслендському університеті, передають OstanniPodii.com.

"Чорні діри - це неймовірно унікальна та захоплива особливість нашого Всесвіту", - сказав кандидат наук Джошуа Фу, який очолив групу дослідників.

Ці об′єкти утворюються, коли гравітація стискає величезну кількість матерії - зокрема зірку достатньої маси при її смерті - неймовірно щільно в крихітний простір. При цьому створюється настільки сильне гравітаційне тяжіння, що навіть світло не може вирватися назовні.

"Але досі ми не досліджували, чи проявляють чорні діри деякі чудернацькі та дивовижні властивості квантової фізики. Одним з таких проявів є суперпозиція, коли частинки у квантовому масштабі можуть існувати в кількох станах одночасно. Найчастіше це ілюструє кіт Шредінгера, який може бути одночасно і мертвим, і живим", - розповідає пан Фу.

"Але у випадку чорних дір ми хотіли з′ясувати, чи можуть вони одночасно мати дико різні маси, і виявилося, що так", - сказав він.

"Уявіть, що ви одночасно широкий та високий, а також короткий та худий - це ситуація, яка інтуїтивно збиває з пантелику, оскільки ми прив′язані до світу традиційної фізики. Але для квантових чорних дір це реальність", - зазначив науковець.

Щоб виявити це, команда розробила математичну основу, що дає змогу "помістити" частинку за межі теоретичної чорної діри з накладеною масою.

Маса була взята на розгляд спеціально, оскільки вона є визначальною характеристикою чорної діри, та оскільки правдоподібно, що квантові чорні діри природним чином мали б суперпозицію мас.

Співкерівник дослідження, доктор Магдалена Зих, сказала, що дослідження фактично підтверджує здогадки, висунуті піонерами квантової фізики.

"Наша робота показує, що найбільш ранні теорії Якоба Бекенштейна - американського та ізраїльського фізика-теоретика, який зробив фундаментальний внесок в основи термодинаміки чорних дір, - виявилися правильними", - сказала вона.

"Він постулював, що чорні діри можуть мати тільки маси певних значень, тобто вони повинні потрапляти в певні діапазони або співвідношення - так, наприклад, працюють енергетичні рівні атома."

"Наше моделювання показало, що ці накладені маси, насправді, перебувають у певних діапазонах або співвідношеннях - як і передбачав Бекенштейн. Ми не припускали жодної подібної закономірності, тому той факт, що ми знайшли цей доказ, був досить дивовижним", - зазначила пані Зих та додала: "Всесвіт показує нам, що він завжди більш дивний, загадковий та захопливий, ніж більшість із нас могли собі уявити".

Дослідження було опубліковано в журналі Physical Review Letters (препринт).