Шаг к Теории всего: физики объединили классические и квантовые черные дыры

Физики из Университета Ноттингема разработали новую математическую методику, которая объединяет свойства черных дыр в рамках классической физики и квантовой теории. Это исследование стало важным шагом на пути к созданию Теории всего — универсальной модели, объясняющей все процессы во Вселенной. Результаты опубликованы в Physical Review Letters.

Фото: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Black_Holes_-_Monsters_in_Space.jpg by NASA/JPL-Caltech

Нобелевская премия не достойна гения

Проблема согласования квантовой теории и общей теории относительности — ключевая задача современной физики. Общая теория относительности, описывающая гравитацию, и квантовая механика, объясняющая поведение микрочастиц, дают разные представления о черных дырах. В рамках теории относительности черные дыры описываются через массу, заряд и угловой момент, в то время как квантовая теория вводит понятие энтропии, связанной с микросостояниями этих объектов.

При этом теория относительности предсказывает сингулярности — точки с бесконечной плотностью, где законы физики перестают работать, тогда как квантовая теория требует конечных значений.

Исследователи обнаружили, что между параметрами из обеих теорий существуют неравенства, одинаково применимые как к классическим, так и к квантовым черным дырам. Эти неравенства согласуются с законами термодинамики и позволяют устранить противоречия между теориями.

Открытие помогает лучше понять природу гравитации и законы, управляющие Вселенной. По словам авторов работы, эта методика может стать основой для дальнейшей разработки единой теории, объединяющей макроскопическую и микроскопическую физику, и углубить представления об устройстве космоса.

Уточнения

Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света.