Физики из Университета Ноттингема разработали новую математическую методику, позволяющую объединить свойства классических черных дыр с квантовой теорией. Это исследование помогает лучше понять природу гравитации и вносит весомый вклад в создание Теории всего. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Проблема невозможности объединения квантовой теории и общей теории относительности — без преувеличения главная проблема современной физики. Именно несогласованность двух эти теорий делает невозможным создание Теории всего — одной теории для описания всех процессов во Вселенной.
Черные дыры обычно рассматриваются в рамках общей теории относительности, где их описывают с помощью таких физических величин, как масса, заряд и угловой момент. Однако квантовая теория предлагает иную картину, включающую понятие энтропии, связанное с количеством возможных микросостояний черной дыры. Теория относительности предсказывает сингулярности — точки с бесконечной плотностью, где уравнения перестают работать. Квантовая теория при этом требует конечных значений, и теории не согласуются между собой.
Однако исследователи обнаружили, что между физическими величинами из обеих теорий существуют неравенства, одинаково применимые и к классическим, и к квантовым черным дырам. Их работа продемонстрировала, что эти неравенства согласуются с законами термодинамики и помогают объяснить фундаментальные ограничения для черных дыр в обоих подходах, не вызывая разногласий между ними.
Открытие может стать первым шагом в цепочке разработки единой теории, объединяющей макроскопические и микроскопические аспекты природы и расширить наши представления об устройстве Вселенной.
