У черных дыр обнаружены квантовые свойства

Группа физиков-теоретиков провела расчеты, которые обнаружили удивительные квантовые явления черных дыр, включая их потрясающую способность одновременно иметь разные массы.

Об этом рассказывают в Квинслендском университете, передают OstanniPodii.com.

"Черные дыры - это невероятно уникальная и захватывающая особенность нашей Вселенной", - сказал кандидат наук Джошуа Фу, возглавлявший группу исследователей.

Эти объекты образуются, когда гравитация сжимает огромное количество материи - в частности звезду достаточной массы при ее смерти - невероятно плотно в крошечное пространство. При этом создается настолько сильное гравитационное притяжение, что даже свет не может вырваться наружу.

"Но до сих пор мы не исследовали, проявляют ли черные дыры некоторые странные и удивительные свойства квантовой физики. Одним из таких проявлений является суперпозиция, когда частицы в квантовом масштабе могут существовать в нескольких состояниях одновременно. Чаще всего это иллюстрирует кот Шредингера, который может быть одновременно и мертвым, и живым", - рассказывает господин Фу.

"Но в случае черных дыр мы хотели выяснить, могут ли они одновременно иметь дико разные массы, и оказалось, что да", - сказал он.

"Представьте, что вы одновременно широкий и высокий, а также короткий и худой - это ситуация, которая интуитивно сбивает с толку, поскольку мы привязаны к миру традиционной физики. Но для квантовых черных дыр это реальность", - отметил ученый.

Чтобы обнаружить это, команда разработала математическую основу, позволяющую "поместить" частицу за пределы теоретической черной дыры с наложенной массой.

Масса была взята на рассмотрение специально, поскольку она является определяющей характеристикой черной дыры, и поскольку правдоподобно, что квантовые черные дыры естественным образом имели бы суперпозицию масс.

Соруководитель исследования, доктор Магдалена Зих, сказала, что исследование фактически подтверждает догадки, выдвинутые пионерами квантовой физики.

"Наша работа показывает, что самые ранние теории Якоба Бекенштейна - американского и израильского физика-теоретика, который сделал фундаментальный вклад в основы термодинамики черных дыр, - оказались правильными", - сказала она.

"Он постулировал, что черные дыры могут иметь только массы определенных значений, то есть они должны попадать в определенные диапазоны или соотношения - так, например, работают энергетические уровни атома."

"Наше моделирование показало, что эти наложенные массы, на самом деле, находятся в определенных диапазонах или соотношениях - как и предсказывал Бекенштейн. Мы не предполагали никакой подобной закономерности, поэтому тот факт, что мы нашли это доказательство, был довольно удивительным", - отметила госпожа Зых и добавила: "Вселенная показывает нам, что она всегда более странная, загадочная и увлекательная, чем большинство из нас могли себе представить".

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters (препринт).