Петлевая квантовая гравитация — это теория, которая использует квантовую механику для расширения гравитационной физики за пределы теории общей относительности Эйнштейна. В предыдущей работе в области квантовой гравитации была проанализирована квантовая природа Большого взрыва, и теперь две новые работы, опубликованные в журнале Physical Review Letters и журнале Physical Review D , распространяют эти результаты на внутренние области черных дыр.

Черные дыры — это таинственные объекты с внешним краем, называемым горизонтом событий , который захватывает все, включая свет.

Теория общей теории относительности Эйнштейна предсказала, что как только объект попадает в горизонт событий, он оказывается в центре черной дыры, называемой особенностью, где он полностью разрушается.

В этой точке сингулярности гравитационное притяжение бесконечно, и все известные законы физики нарушаются, включая теорию Эйнштейна.

Физики-теоретики ставят под сомнение, существуют ли на самом деле особенности с помощью сложных математических уравнений в течение последних нескольких десятилетий с небольшим успехом до настоящего времени.

«Лучшая теория гравитации, которую мы имеем сегодня, — это общая теория относительности, но у нее есть ограничения», — сказал профессор Абхай Аштекар , директор Государственного института гравитации и космоса Пенна.

«Например, общая теория относительности предсказывает, что во Вселенной есть места, где гравитация становится бесконечной, а пространство-время просто заканчивается. Мы называем эти места особенностями. Но даже Эйнштейн согласился, что это ограничение общей теории относительности обусловлено тем, что оно игнорирует квантовую механику ».

Профессор Аштекар и его коллеги, профессор Университета штата Луизиана Парампри Сингх и доктор Пенн Стейт, доктор наук Хавьер Олмедо , разработали новые математические уравнения, которые описывают черные дыры в петлевой квантовой гравитации и показывают, что сингулярности черных дыр не существует.

«В теории Эйнштейна пространство-время — это ткань, которую можно разделить так мало, как мы хотим. По сути, это является причиной сингулярности, когда гравитационное поле становится бесконечным », — сказал профессор Сингх.

«В петлевой квантовой гравитации ткань пространства-времени имеет мозаичную структуру, которая не может быть разделена за пределы самой маленькой плитки. Мы показали, что это так внутри черных дыр и, следовательно, нет никакой особенности ».

Вместо сингулярности петлевая квантовая гравитация предсказывает воронку в другую ветвь пространства-времени.

«Эти мозаичные единицы геометрии, называемые квантовыми возбуждениями, которые решают проблему сингулярности, на порядки меньше, чем мы можем обнаружить с помощью современных технологий, но у нас есть точные математические уравнения, которые предсказывают их поведение», — сказал профессор Аштекар.