Podľa nového výskumu publikovaného v žurnále Physical Review Letters majú čierne diery vlastnosti, ktoré sú charakteristické pre kvantové častice. Inak povedané, čierne diery môžu byť malé a veľké, ťažké a ľahké, prípadne živé a mŕtve súčasne, rovnako ako Schrödingerova mačka. Na tému upozornil portál Space.

Čierne diery majú kvantové vlastnosti

Presnejšie povedané, nový výskum poskytol matematické dôkazy o tom, ako môžu tieto neskrotné a nenásytné astronomické objekty v stave kvantovej superpozície zaberať celé spektrum rôznych charakteristík súčasne.

Ich výpočet predovšetkým ukázal, že teoretický typ čiernej diery, nazývanej čierna diera BTZ, zaberá niekoľko hmotnostných pásiem súčasne.

„Doposiaľ sme do hĺbky neskúmali, či čierne diery vykazujú nejaké zvláštne a úžasné správanie kvantovej fyziky,“ cituje portál ScienceAlert teoretického fyzika Joshua Foo z Queenslandskej univerzity v Austrálii.

„Jedným z takýchto správaní je superpozícia, kde častice v kvantovej mierke môžu existovať vo viacerých stavoch súčasne. Najčastejšie to ilustruje Schrödingerova mačka, ktorá môžu byť mŕtva aj živá súčasne. Ale v prípade čiernych dier sme chceli zistiť, či môžu mať súčasne veľmi rozdielne hmotnosti, pričom sa ukázalo, že môžu. Predstav si, že si široký a vysoký, no zároveň nízky a chudý, je to mätúca situácia, no pre kvantové čierne diery je to realita,“ dodáva.

Z uvedeného vyplýva, že vedci v rámci svojej štúdie zisťovali, či čierne diery dokážu mať dve rozdielne hmotnosti v rovnakom čase. Na dokázanie niečo takého vyvinuli matematický rámec, ktorý im umožnil pozorovať simulovanú kvantovú časticu nachádzajúce sa v tesnej blízkosti simulovanej čiernej diery.

Výpočty a simulácie potom ukázali, že čierna diera vykazuje znaky kvantovej superpozície a je schopná existovať vo viacerých stavoch súčasne. V tomto prípade to znamená, že môže byť veľmi hmotná a málo hmotná súčasne.

Prekvapivá zhoda

Zaujímavé však je, že prvý predpoklad o tom, že čierne diery môžu mať kvantové vlastnost,i navrhol už zosnulý vedec Jacob Bekenstein. Ten predpokladal, že čierne diery môžu nadobúdať iba hmotnosti, ktoré spadajú do určitých hmotnostných pásiem. Fungujú teda podobne, ako energetické hladiny atómu.

Práve nový výskum dokázal správnosť tohto predpokladu, keď sa vedcom, vďaka matematickým modelom, podarilo ukázať, že ich superponované hmotnosti v skutočnosti presne zapadali do týchto pásiem.

„Nepredpokladali sme, že sa tam objaví nejaký takýto vzor, skutočnosť, že sme našli dôkaz bola pomerne prekvapivá,“ uvádzajú veci.

Výsledky v budúcnosti môžu pomôcť pri skúmaní rôznych konceptov kvantovej gravitácie a na vypracovanie jej úplného popisu.