U kaotičnim sustavima čak i mali skok može izazvati kaskadni efekt koji utječe na konačni rezultat. To je slično efektu leptira, u kojem čak i mali zaklopac krila može dovesti do uragana na drugom kraju svijeta.
Teoretski fizičari Douglas Stanford i Stephen Schenker pokazali su da na kvantnoj razini crne rupe pokazuju kaotično ponašanje slično efektu leptira. Uvođenjem promjena u crnu rupu - čak i tako malu poput ispuštanja jedne čestice u nju - može se promijeniti njezino ponašanje.
Ključ razumijevanja ovog kaosa je u tome što crne rupe nisu u potpunosti crne. Svemirski divovi ispuštaju blagu maglicu čestica - ostaci parova virtualnih čestica koji se neprestano pojavljuju u svemiru. Kad se to dogodi na horizontu crne rupe, neke čestice mogu pobjeći, proizvodeći ono što je danas poznato kao Hawkingovo zračenje. Proučavajući ga baca svjetlo na kaotičnu prirodu crnih rupa. Stanford i Schenker o tome su pisali u radu objavljenom u Journal of High Energy Physics 2014. godine.
Zamislite da bacite jedan elektron u crnu rupu - mala promjena za monstruoznog diva. Međutim, ova sitnica mijenja Hawkingovo zračenje, slično kao što leptir maše krilima i mijenja smjer udaljenog broda.
Shematski opis Hawkingova zračenja.
Dodavanje čestice povećava masu crne rupe i proširuje njezin horizont događaja - granicu izvan koje ništa ne može izaći. Hawkingovo zračenje koje bi inače bilo emitirano ostaje zarobljeno unutar rastuće crne rupe. Ono što se činilo kao manja promjena ima dalekosežne posljedice - čisti kaos.
Stanford je proširio ovu ideju. On, Schenker i Juan Maldacena s Instituta za napredne studije objavili su 2016. godine u časopisu Journal of High Energy Physics rad u kojem su teoretski pokazali da se posljedice čak i male promjene u crnoj rupi povećavaju što je brže moguće fizički. Ovo povećanje posljedica čini crne rupe najhaotičnijim sustavom.
Proučavajući vezu između malih čestica i divovskih crnih rupa, znanstvenici se nadaju da će razotkriti zamršeni sukob između najvažnijih teorija u fizici. Cilj je formulirati teoriju kvantne gravitacije kombinirajući kvantnu mehaniku i opću relativnost. Njihova nedosljednost ukazuje na to da u srži svake teorije nešto nije u redu. Stanfordove nove ideje o crnim rupama pomoći će znanstvenicima da pronađu rješenje.
Promotivni video:
"Možda je jedan od onih rijetkih ljudi koji stvarno mijenjaju smjer znanosti", kaže Schenker. "Jedva čekam saznati jesam li u pravu ili nisam."
Vladimir Guillen
