Представьте, что вы растягиваете резиновый лист, пишет Daily Neuron. По мере растяжения его кривизна увеличивается. В какой-то момент он должен порваться. Однако, по теории Хавьера Вианьи, вместо разрыва пространство-время достигает максимально возможной кривизны, после которой оно уже не может больше изгибаться. Эта точка невозврата — не бесконечно малая точка, а поверхность. Вианья называет его wafold (от англ. wall that folds, «стена, которая складывается»). Она действует как конечная граница многообразия, математическая ткань самого пространства-времени.
«Эта работа исследует геометрическое описание черных дыр, в которых пространство-время заканчивается на гиперповерхности, создаваемой кривизной, а не простирается до внутренней сингулярности», — говорится в статье.
Все, что падает в черную дыру, никогда не достигает центральной точки. Вместо этого вся материя и энергия сжимаются на «стене, которая складывается». Трехмерное пространство, попавшее внутрь, фактически реорганизуется в двумерную поверхность. Это геометрическая конечная точка, за пределами которой просто больше нет пространства-времени, которое можно было бы пересечь.
Модель Вианьи напрямую затрагивает одну из величайших загадок физики: парадокс информации в черной дыре. С одной стороны, основной принцип физики гласит, что информация не может быть уничтожена полностью. Тем не менее, классическая черная дыра, похоже, уничтожает ее в сингулярности насовсем. Wafold разрешает этот парадокс: информация не уничтожается, потому что она никогда не достигает сингулярности. Она сохраняется, закодированная на поверхности «стены».
Эта идея тесно связана с голографическим принципом. Он предполагает, что вся информация, содержащаяся в объеме пространства, может быть представлена с помощью информации, содержащейся на границе этой области. Стена является физическим воплощением этого. Как объясняет Вианья: «Поскольку континуум заканчивается на этой поверхности, определяемой кривизной, нет никакой внутренней области, в которой могли бы распространяться классические или квантовые траектории».
Превращение трехмерного пространства в двумерную поверхность описывается в статье как «компрессия измерений». Пространственный объем переформулируется в площадь поверхности. Когда гравитационный коллапс доводит кривизну пространства-времени до абсолютного предела, вступает в действие «закон преобразования измерений». Он определяет, как пространственный объем сохраняется при преобразовании в площадь поверхности «стены».
Здесь, как подчеркивает Вианья, коренится фундаментальное отличие от других моделей: для объяснения завершения пространства-времени не требуется никаких новых экзотических веществ или сложных квантовых эффектов, только законы геометрии.
Последствия замены сингулярности черной дыры на wafold затрагивают саму природу реальности. Получается, что черные дыры больше не являются вратами в неизвестное. Они становятся главными космическими накопителями данных, в которых, на последней границе самого пространства-времени, сжимается и хранится информация.
Команда ученых из итальянского Института фундаментальной физики Вселенной (IFPI) опубликовала весной этого года статью, в которой переосмысливает сингулярность в центре черных дыр. В частности, авторы предложили две гипотетические альтернативы стандартной черной дыре, предсказанной общей теорией относительности.
