Šta se zaista dešava u crnim rupama?

Međutim, neke napredne fizičke teorije pokušavaju da premoste jaz između opšte relativnosti i kvantne mehanike, kako bismo razumeli šta se zaista dešava u najgušćim objektima u svemiru.

Nedavno su naučnici primenili takozvanu teoriju o kvantnoj gravitaciji petlji na slučaju crnih rupa i otkrili da su unutar ovih objekata, pod uslovima koje predviđa teorija, prostor i vreme izuzetno zakrivljeni, ali da gravitacija nije beskonačna, kao što je to slučaj sa teorijom opšteg relativiteta.

To je prvi put da su naučnici primenili pomenutu teorju na crne rupe, a rezultati, kako kažu, obećavaju.

“Napravili su veliki korak, jer sada mogu mnogo kompletnije da opišu šta se zaista dešava u blizini singulariteta crne rupe uz pomoć teorije o kvantnoj gravitaciji petlji”, kaže Abhej Aštekar, fizičar koji proučava ovu oblast na Univerzitetu u Pensilvaniji i koji nije učestvovao u istraživanju.

Crna rupa nastaje kada velika zvezda nestane bez goriva neophodnog za nuklearnu fuziju i uruši se pod sopstvenom gravitacijom.

Spoljni slojevi zvezde bivaju odbačeni, dok se jezgro urušava samo u sebe i pod dejstvom gravitacije postaje još snažnije, dok ono što je ostalo od njegove mase ne bude kondenzovano na izuzetno malo područje.

Prema teoriji opšte relativnosti, ova oblast je jedna tačka prostora i vremena i gustina je ovde beskonačno velika. To se naziva singularitetom.

Međutim, mnogi naučnici smatraju da singularitet zapravo ne postoji, i da su takvi rezultati samo znak da jednačine nisu uspele da adekvatno opišu realnost.

Teorija kvantne gravitacije petlji korak je napred u odnosu na opštu relativnost, kada ječ o opisivanju crnih rupa, zato što u ovom slučaju singularitet ne postoji, to jest gustina crne rupe postaje merljiva.

Ideja je bazirana na ideji “kvantizacije”, koja razara celu pojavu na diskretne delove.

Dok kvantna mehanika kaže da atomi postoje u kvantizovanim, diskretnim stanjima, teorija kvantne gravitacije petlji pretpostavlja da je prostor-vreme sačinjen od kvantizovanih, diskretnih delova u obliku sićušnih jednodimenzionalnih petlji.

“Prema teoriji, petlja je gradivni element svega što nas okružuje”, kaže Džordž Pulin, fizičar na Univerzitetu u Luizijani koji je sa Rodolfom Gambinijem sa Univerziteta u Montevideu sarađivao na poslednjem istraživanju.

Ovakav opis svemira menja fundamentalne postavke fizike, naročito u pogledu Velikog praska i crnih rupa.

Veliki prasak, kao i crne rupe, ne može se opisati u okviru opšte relativnosti.

“Tema je uznapredovala 2005. kada je otkriveno da teorija kvantne gravitacije struna može prirodno da reši singularitet Velikog praska i da je kvantni prostor-vreme mnogo veći, nego što ga je Ajnštajn zamišljao”, rekao je Aštekar.

Pulin i Gambini kažu da je ovo tek preliminarni korak, daleko od punog opisa ili objašnjavanja složenosti crnih rupa.

Ipak, oni se nadaju da će moći da napreduju u proučavanju crnih rupa, sada kad je njihov model dinamičniji.

“Crne rupe koje smo ranije proučavali bile su samo prazan prostor. U njima nije bilo materije. Bile su čisto prostor-vreme”, kaže Pulin. “Sada pokušavamo da joj dodamo materiju”.

Studija je objavljena 23. maja u žurnalu Physical Review Letters.