Chaotiškose sistemose net ir nedidelis šuolis gali išprovokuoti kaskadinį efektą, kuris turi įtakos galutiniam rezultatui. Tai panašu į drugelio efektą, kai net ir nedidelis sparnų atvartas gali sukelti uraganą kitoje pasaulio pusėje.
Teoriniai fizikai Douglasas Stanfordas ir Stephenas Schenkeris parodė, kad kvantiniame lygyje juodosios skylės demonstruoja chaotišką elgesį, panašų į drugelio efektą. Juodosios skylės pakeitimai - net tokie maži, kaip numetant į ją vieną dalelę - gali pakeisti jos elgesį.
Raktas norint suprasti šį chaosą yra tas, kad juodosios skylės nėra visiškai juodos. Kosmoso milžinai skleidžia silpną dalelių miglą - virtualių dalelių porų liekanos, nuolat atsirandančios visoje erdvėje. Kai tai atsitiks juodosios skylės horizonte, kai kurios dalelės gali pabėgti, sukurdamos tai, kas šiandien vadinama Hawkingo spinduliuote. Ją studijuojant paaiškėja chaotiškas juodųjų skylių pobūdis. Stanfordas ir Schenkeris apie tai rašė žurnale, paskelbtame „Journal of High Energy Physics“2014 m.
Įsivaizduokite, įmetėte vieną elektroną į juodąją skylę - tai nedidelis pokytis milžiniškam milžinui. Tačiau šis mažas dalykas pakeičia Hawkingo spinduliuotę, panašiai kaip drugelis, sparnais išplekšnojęs, keičia tolimos valties kryptį.
Scheminis Hawkingo radiacijos aprašymas.
Dalelės pridėjimas padidina juodosios skylės masę ir išplečia jos įvykių horizontą - ribą, už kurios niekas negali išeiti. Hawkingo spinduliuotė, kuri priešingu atveju būtų išsiskyrusi, lieka įstrigusi besiplečiančioje juodojoje skylėje. Tai, kas atrodė kaip nedidelis pokytis, turi toli siekiančių pasekmių - milžinišką chaosą.
Stanfordas išplėtė šią idėją. Jis, Schenkeris ir Juanas Maldacena iš Pažangių studijų instituto 2016 m. Žurnale „Journal of High Energy Physics“paskelbė straipsnį, kuriame jie teoriškai parodė, kad net ir nedidelio juodosios skylės pasikeitimo pasekmės didėja kuo greičiau fiziškai. Šis pasekmių padidėjimas daro juodąsias skyles chaotiškiausia sistema.
Tyrinėdami mažų dalelių ir milžiniškų juodųjų skylių ryšį, mokslininkai tikisi atskleisti sudėtingą konfliktą tarp svarbiausių fizikos teorijų. Tikslas yra suformuoti kvantinės gravitacijos teoriją, derinant kvantinę mechaniką ir bendrą reliatyvumą. Jų nenuoseklumas rodo, kad kiekvienos teorijos esmė yra kažkas negerai. Naujos Stanfordo idėjos apie juodąsias skyles padės mokslininkams rasti sprendimą.
Reklaminis vaizdo įrašas:
„Jis gali būti vienas iš tų retų žmonių, kurie tikrai keičia mokslo kryptį“, - sako Schenkeris. - Nekantrauju sužinoti, ar esu teisus, ar ne.
Vladimiras Guillenas