1,4 тыс

Группа ученых утверждает, что в черных дырах творится нескончаемый хаос

В хаотических системах даже небольшой скачок может спровоцировать каскадный эффект, влияющий на итоговый результат. Это похоже на эффект бабочки, в котором даже малый взмах крыльев может привести к урагану на другом конце света.

nasasimulati1
©Wikipedia

Физики-теоретики Дуглас Стэнфорд и Стивен Шенкер показали, что на квантовом уровне черные дыры проявляют хаотичное поведение, подобное эффекту бабочки. Внесение изменений в черную дыру — даже столь малых, как сброс в нее одной частицы — могут изменить ее поведение.

 

Ключевой момент к пониманию этого хаоса — то, что черные дыры не совсем черные. Космические гиганты излучают слабую дымку из частиц — остатки пар виртуальных частиц, постоянно возникающих повсюду в космосе. Когда это происходит у горизонта черной дыры, некоторые частицы могут улететь, производя то, что сегодня известно как «излучение Хокинга». Изучение его проливает свет на хаотичную природу черных дыр. Об этом Стэнфорд и Шенкер написали в работе, опубликованной в журнале Journal of High Energy Physics в 2014 году.

 

Представьте, что вы бросаете один электрон в черную дыру — это незначительное изменение для чудовищного исполина. Однако эта мелочь изменяет «излучение Хокинга» подобно тому, как бабочка хлопает крыльями и меняет направление отдаленной лодки.

 

Группа ученых утверждает, что в черных дырах творится нескончаемый хаос – иллюстрация к материалу на Naked Science

Схематическое описание «излучения Хокинга» / © Ron Cowen/Nature

 

Добавление частицы увеличивает массу черной дыры и расширяет ее горизонт событий — границу, зайдя за которую, ничто не может выбраться обратно. «Излучение Хокинга», которое в противном случае было бы испущено, остается запертым внутри расширяющейся черной дыры. То, что казалось незначительным изменением, имеет далекоидущие последствия — чистый хаос.

 

Стэнфорд расширил эту идею. Он, Шенкер и Хуан Малдасена из Института перспективных исследований опубликовали в 2016 году в Journal of High Energy Physics работу, в которой теоретически показали, что последствия даже маленького изменения в черной дыре возрастают так быстро, насколько это физически возможно. Этот рост последствий делает черные дыры самой хаотичной системой.

 

Изучив связь между маленькими частицами и гигантскими черными дырами, ученые надеются разобраться в запутанном конфликте между самыми важными теориями в физике. Цель — сформулировать теорию квантовой гравитации, объединив квантовую механику и общую теорию относительности. Их несоответствие указывает на то, что в глубине каждой теории что-то не так. Новые идеи Стэнфорда о черных дырах помогут ученым найти решение.

 

«Возможно, он один из тех редких людей, которые действительно меняют направление науки, — говорит Шенкер. — Жду не дождусь, когда узнаю, прав я или нет».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
23 сентября, 20:00
Evgenia Vavilova

Человечество на протяжении почти всего своего существования пользуется стимуляторами и веществами, изменяющими восприятие реальности. Сегодня кофе уже не столько энергетический напиток, сколько маленькое удовольствие, для которого активирующий нервную систему эффект может быть лишним.

23 сентября, 17:53
Губкинский университет

Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина провели испытания автономной установки для обеспечения пресной водой удаленных нефтегазовых объектов. В ее основе — технология извлечения атмосферной влаги с использованием разработанного в университете композитного сорбционного материала. По расчетам исследователей, установка будет особенно эффективна на таких территориях с влажным климатом, как Каспийский шельф и Сахалин. В Восточной Сибири она может использоваться сезонно.

24 сентября, 09:56
Марк Чернов

Физики и биологи превратили наночастицы в беспроводные «солнечные батареи» для ослепшего глаза. Введенные обычным уколом микроскопические частицы заменяют погибшие фоторецепторы и заставляют мозг снова видеть свет.

21 сентября, 09:24
Елизавета З.

Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.

21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

22 сентября, 12:52
Марк Чернов

Американские исследователи впервые смогли напрямую увидеть «квантовый скачок» звука — скачкообразный переход фонона, минимальной единицы звуковой энергии, между энергетическими уровнями в реальном времени. Это наблюдение завершило столетнюю историю поисков, начатую еще на заре квантовой физики, и открыло дорогу к созданию устойчивых квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

13 Комментариев