Fisikawan dari Steklov Mathematical Institute of the Russian Academy of Sciences telah mengembangkan deskripsi teoritis tentang perilaku materi di dalam lubang hitam dan telah menemukan cara yang mungkin untuk merekonsiliasi fisika kuantum dan teori gravitasi, menurut sebuah artikel yang diterbitkan dalam Journal of High Energy Physics.
“Kami menggunakan pendekatan holografik. Ini terdiri dari fakta bahwa sistem dua dimensi kuantum yang "hidup" di perbatasan ruang 3D melengkung khusus, yang disebut ruang anti-de Sitter, dapat dijelaskan di dalamnya dengan fisika gravitasi klasik. Jadi, ruang tiga dimensi, bersama dengan segala sesuatu yang terjadi di dalamnya, berperan sebagai hologram yang menggambarkan apa yang terjadi secara langsung dalam sistem fisik kita,”kata Mikhail Khramtsov dari Institut Matematika, dikutip oleh layanan pers dari Yayasan Sains Rusia.
Lubang hitam biasa dan supermasif memiliki gravitasi yang sangat kuat sehingga tidak dapat diatasi tanpa melebihi kecepatan cahaya. Tidak ada objek atau radiasi yang dapat lolos dari dampak lubang hitam, yang disebut "cakrawala peristiwa".
Apa yang terjadi di luar cakrawala peristiwa tetap menjadi misteri dan menjadi bahan kontroversi di kalangan fisikawan. Kebanyakan ilmuwan percaya bahwa, pada prinsipnya, tidak mungkin untuk melihat ke dalam lubang hitam dan mempelajari strukturnya, karena ini akan menyebabkan konsekuensi yang sangat tidak menyenangkan - dalam hal ini, tidak mungkin untuk merekonsiliasi teori relativitas dan mekanika kuantum Einstein.
Meskipun demikian, lubang hitam memang ada, dan perilakunya harus dijelaskan. Relatif baru-baru ini, para ilmuwan mulai percaya bahwa lubang hitam sebenarnya bukan objek tiga dimensi, tetapi dua dimensi - semacam "hologram" ruang, di mana ruang menyusut lebih dekat ke tepi dan tempat objek yang dilempar dalam garis lurus kembali ke titik penerbangan.
Teori dan persamaan yang mendeskripsikannya ini dikemukakan pada akhir 1990-an oleh dua kosmolog terkenal - Juan Maldasena dari Universitas Princeton dan Gerard 't Hooft dari Universitas Utrecht. Menurut beberapa ilmuwan, prinsip serupa dapat menggambarkan seluruh Semesta secara keseluruhan - dengan kata lain, sangat mungkin kita hidup di dalam hologram dua dimensi yang datar.
Berdasarkan prinsip-prinsip ini, Khramtsov dan rekan-rekannya mencoba menjelaskan mengapa keberadaan lubang hitam tidak melanggar hukum termodinamika, dan juga menjelaskan proses kuantum yang bertanggung jawab untuk mengangkut panas di dalamnya, berdasarkan teori relativitas dan hukum fisika klasik lainnya.
Perhitungan telah menunjukkan bahwa dalam lubang hitam, analogi kesetimbangan termodinamika tertentu memang dapat diamati, seperti di alam semesta "normal". Para ilmuwan menekankan bahwa ini dapat diverifikasi secara eksperimental dengan partikel yang bertabrakan yang didinginkan hingga suhu mendekati nol absolut.
Video promosi:
Jika partikel semacam itu jatuh ke dalam perangkap magnet, maka ketika disinari dengan laser, mereka akan berperilaku hampir sama seperti materi di lubang hitam datar. Secara khusus, informasi tentang kemunculan ikatan kuantum baru antar partikel akan merambat di dalam perangkap pada kecepatan tertentu, dan penyimpangan darinya akan berarti bahwa perhitungan fisikawan Rusia tidak sepenuhnya benar.
Sebagai catatan Khramtsov, plasma quark-gluon yang timbul di dalam LHC atau collider RHIC di Brookhaven (AS) dapat dipanaskan dengan cara yang sama, yang memungkinkan penggunaan prinsip yang sama untuk menggambarkan perilakunya dan studi lebih lanjut. Menurutnya, dalam waktu dekat, fisikawan Rusia akan mencoba menemukan jawaban atas pertanyaan penting lain terkait lubang hitam: apakah informasi hilang ketika materi melewati horizon peristiwa.
