Pomislite na holografsku sliku. To je ravni, dvodimenzionalni film. Ali sadrži sve informacije potrebne našim očima kako bi percipirale trodimenzionalnu projekciju.
Tako znanstvenici zamišljaju crne rupe.
Događajni obzor područje je u kojem dimenzije u kojima mi živomo, gore, dolje, lijevo, desno, naprijed, natrag budu zgniječene, a vrijeme razvučeno. Radi se od jednoj od karakteristika crnih rupa da matematički principi koji vladaju našim svemirom tamo ne vrijede, jednostavno ih lomi zbunjujući koncept beskonačnosti.
Sličan je problem i s vremenom.
Mi bi percipirali svemirski brod koji se približava crnoj rupi kao da vječno usporava. Ali što se dogodi jednom kada prijeđe događajni obzor?
"Događajni obzor područje je gdje sve trodimenzionalne informacije o crnoj rupi mogu biti sadržane na dvodimenzionalnoj površini, baš poput holograma" kaže dr. Luke Davies sa Međunarodnog središta za radio astronomska istraživanja.
Ali što ako se radi o holografskoj slici s dvije strane. Nedavno je istraživanje donijelo implikacija neobične za vrijeme. Da li bi svemirski brod izašao na drugu stranu crne rupe, polako ubrzavajući unatrag?
Prisiljena perspektiva
S obzirom na način na koji fizičari definiraju formaciju crne rupe, događajni obzori moraju biti 'svjesni' čitave povijesti našeg svemira, od Velikog praska do Velikog skupljanja/Velikog hlađenja/Velikog deranja (nismo još sigurni kako će sve to završiti). Sve to mora biti zapisano u toj jednoj čudnoj točki na kojoj svjetlo više nije u stanju normalno se kretati.
Crne su rupe zvijezde koje su se urušile same u sebe pod težinom vlastite gravitacije. U tom trenu dolazi do paradoksa, koji potpuno poništava naše poznavanje univerzalnih zakona. Događajni obzor, točka na kojoj svjetlo upada u crnu rupu, ne može 'znati' sve o onome što je dublje unutra jer svjetlo ne može pobjeći.
Ali lokacija događajnog obzora definirana je s materijom koja se nalazi unutar crne rupe. Naime, što više materije crna rupa proguta, to će i sama biti veće mase i jače gravitacije, a samim time i događajni obzor postaje veći.
"Kao takav, događajni obzor mora 'znati' koliko će mase prijeći, da zna koliko i sam treba biti velik", kaže Davies. "To se zove teleološki paradoks. Vjerojatno te ne djeluje na taj način, ali to je samo posljedica idealiziranog načina kojim promatramo formiranje crnih rupa".
Pitanje vremena
Ideja o 2D hologramima stavlja sve matematičke i teoretičke konstrukcije u novu perspektivu definirajući crne rupe na malo drugačiji način. I ta perspektiva paše onome što mi znamo o prostoru i vremenu.
Ta perspektiva iskrivljuje entropiju - nepromjenjivu silu u svemiru koja se brine da na kraju sve prijeđe u stanje kaosa. Brojni fizičari vjeruju da entropija mora biti dio onoga što prouzrokuje našu percepciju vremena. To se zove termodinamičko vrijeme.
Na događajnom obzoru crne rupe, entropija dolazi na granicu. Uhvaćena je između dva područja vrlo jakih gravitacijskih sila, stvarajući dvostrani 2D hologram.
Ideja pokazuje kako bi na taj način događajni obzor mogao 'znati' sve što se može znati o prošlosti i budućnosti, i djelovati u skladu s tim.
Na jednoj strani tog holograma, entropija i vrijeme se šire, idu naprijed. To je vrijeme kakvo ga poznajemo.
Na drugoj strani, oni se skupljaju, idu unatrag. Entropija i vrijeme su preokrenuti.
"Zanimljiva posljedica ovoga bila bi ako bi se svemir prestao širiti i počeo skupljati prema Velikom skupljanju", kaže dr. Davies. "To implicira da bi se vrijeme usporavalo kako bi svemir postajao sve manji i manji, sve dok ne bi propao u vlastiti 'svemirski događajni obzor'."
To bi bila holografska suprotnost Velikome prasku.
"Od tog trenutka svemir bi se kretao unatrag", kaže dr. Davies.
Držanje stvari relativnima
Radi se o zgodnom, kompaktnom konceptu koji bi pomogao riješiti neke od paradoksa koji prouzrokuju glavobolju fizičarima. Posebno zato što lijepo pristaje uz einsteinovu teoriju o relativnosti. Crne su rupe dugo vremena samim svojim postojanjem narušavale tu teoriju.
Relativnost navodi da živimo u četverodimenzionalnom svemiru u kojem su prostor i vrijeme relativni u odnosu na naše kretanje kroz te dimenzije, dok gravitacija izobličuje i iskrivljuje i prostor i vrijeme na čudne načine. Radi se o teoriji koja se redovito demonstrira u svemiru kojeg mi poznajemo.
Ali probajte to primijeniti na crne rupe, i teorija se raspada.
Do sada. Možda.
Koncept po kojem je dvosmjerni entropijski hologram dio događajnog obzora uspijeva sačuvati ulogu teorije relativnosti u središtu našeg razumijevanja fizike. Ali, poput svega u fizici, i to treba testirati. Puno puta.
Vrijeme će reći.
