Според една от теориите нашата реалност е кодирана на границата на черна дупка, намираща се в много по-голяма Вселена.

Черните дупки са сред най-странните обекти във Вселената.

Въпреки че учените са научили много за тях, те продължават да отправят предизвикателства към нашето разбиране за физиката.

В опит да разрешат някои от парадоксите, свързани с черните дупки, физиците предлагат необичайни теории.

Една от тях предполага, че живеем в холографска Вселена, където всичко, което виждаме и възприемаме, всъщност е кодирано на нейната граница – триизмерно (плюс време) представяне на двуизмерна (плюс време) Вселена.

Някои физици допускат, че това може да означава, че нашата Вселена се намира вътре в черна дупка, която е част от много по-голяма Вселена, пише IFLScience.

Черната дупка – един от най-загадъчните обекти във Вселената

Черните дупки се образуват след смъртта на масивни звезди, когато те се свиват до област с безкрайна плътност.

Черната дупка представлява регион от пространство-времето с толкова силна гравитация, че никоя частица от обикновената материя или каквато и да е форма на излъчване не може да я напусне, ако е преминала отвъд нейната граница, известна като хоризонт на събитията.

Съществуването на черните дупки създава проблем при изучаването им от гледна точка на термодинамиката.

Крайното състояние на една черна дупка, когато тя достигне равновесие, зависи само от три параметъра: нейната маса, ъглов момент и електрически заряд.

Когато физически обект или лъчение пресече хоризонта на събитията на черна дупка, цялата информация за материалните му свойства се губи.

Оставaт само новите стойности на масата, ъгловия момент и електрическия заряд. В резултат на това черната дупка поглъща огромно количество информация.

Лъчението на Хокинг и информационният парадокс на черната дупка

Ако една черна дупка притежава огромна маса, то според първия закон на термодинамиката тя трябва да има температура, а според втория – да излъчва топлина.

Физикът Стивън Хокинг доказва, че черните дупки трябва да изпускат лъчение, което днес носи неговото име – лъчение на Хокинг, образуващо се на границата на черната дупка.

В резултат на този процес черната дупка се изпарява с времето и изчезва.

Хокинг обаче открива и парадокс.

Ако черната дупка може да се изпари, част от съдържащата се в нея информация се губи завинаги. Информацията, съдържаща се в топлинното излъчване, което черната дупка изпуска, е деградирала и не възпроизвежда информацията за материята, погълната по-рано.

Тази загуба на информация противоречи на един от основните постулати на квантовата механика.

Според уравнението на Шрьодингер физическите системи, които се променят с времето, не могат да създават или унищожават информация.

Това явление е известно като информационен парадокс на черната дупка и предвид факта, че противоречи на съвременното разбиране за Вселената, то се е превърнало в обект на многобройни изследвания и дискусии.

Решение на парадокса на черната дупка

Едно от решенията на парадокса е намерено чрез изучаване на термодинамиката на черните дупки в контекста на теорията на струните.

Физикът Герардус ‘т Хоофт предполага, че общият брой степени на свобода вътре в черната дупка се определя пропорционално на площта на нейния хоризонт на събитията, а не на обема ѝ. Това позволява да се разгледа ентропията, тоест мярката за безпорядък, на черната дупка.

За външен наблюдател информацията за ентропията на черната дупка, която някога се е съдържала в триизмерната структура на обектите, пресекли хоризонта на събитията, изглежда изгубена.

Но от тази гледна точка информацията е кодирана на двуизмерната повърхност на черната дупка, подобно на холограма.

Затова Хоофт предполага, че информацията, погълната от черна дупка, може да бъде напълно възстановена в процеса на квантово изпарение.

Защо е възможно да живеем в черна дупка?

Това води до появата на необичайната теория, че физиката на триизмерен обем може да бъде описана на неговата двуизмерна граница.

Макар това да не се отнася за пространството извън черната дупка, съществуват теории, че самата Вселена може да е черна дупка, където всички процеси се случват на границата, а това, което наблюдаваме, възниква от тези взаимодействия.

Появило се е и предположението, че гравитацията може да произтича от ентропията на квантовото заплитане на границата на черната дупка.

Тази теория не е най-убедителното обяснение за нашата Вселена, тъй като стандартната физика все още описва най-добре това, което наблюдаваме. Но има причини физиците да я приемат сериозно.

Например, за да работи този модел, радиусът на Хъбъл (радиусът на наблюдаемата Вселена) трябва да е равен на радиуса на Шварцшилд (размера на черна дупка, която би се образувала, ако цялата материя в нея се кондензира в една точка).

Тези две величини всъщност са удивително близки, макар това да може да се обясни и с космическо съвпадение.

Това също води до предположението, че живеем вътре в черна дупка, която принадлежи на много по-голяма Вселена.

Засега обаче тази теория не е подкрепена с убедителни доказателства.

Поради това не е нужно да се тревожите дали сте триизмерен обект в обичайното пространство-време, или сте холографска проекция от двуизмерната граница на черна дупка.

Според други скорошни проучвания, тъмната енергия е по-странна, отколкото се предполагаше, и Вселената може да загине в Голям срив.

Астрофизици са стигнали до заключението, че тъмната енергия, която е отговорна за разширяването на Космоса, може да се променя по начин, който оспорва нашето разбиране за времето и пространството.