Obecná relativita a kvantová mechanika jsou v roce 2025 stále jako oheň a voda. Zároveň ale neustávají pokusy fyziků tyto nesmiřitelné protiklady smířit a vytesat z nich všeobjímající teorii všeho. Pro fascinované diváky platí, že když se relativita přiblíží kvantové mechanice, dějí se věci.
Javier Magán z argentinského Centro Atómico Bariloche a jeho spolupracovníci zkoumali situaci, kdy jsou dvě černé díry, tedy obvykle ryze relativistické objekty, kvantově provázané, entanglované. Když zmapovali prostor, který takové černé díry sdílejí, a kde si obvykle představujeme Einstein-Rosenův most nebo červí díru, našli něco jiného.
Vypočítali tam dlouhou, chaotickou a hrbolatou strukturu, které poeticky říkají Einstein-Rosenova housenka (Einstein-Rosen caterpillar). Jejich objev by mohl přispět k lepšímu pochopení bizarních kvantových pravidel, která se pojí s gravitačně zhrouceným časoprostorem uvnitř černé díry.
Badatelé začali s jednoduchým teoretickým modelem dokonalé, hladké červí díry s uspořádaným kvantovým stavem. Pak do toho přidali kvantový chaos a vypočítali výslednou geometrii červí díry. Vyšlo jim, že pokud má systém zůstat v chaosu stabilní, musí bít červí díra dlouhá a mít neuspořádanou hrbolatou strukturu. Jako housenka.
Jak je v podobných případech obvyklé, fyzici se vyjadřují k paradoxům černých děr. V tomto případě jde o paradox ohnivé zdi černé díry (black hole firewall paradox). Podle některých úvah se na horizontu událostí nachází stěna z energie, tedy „ohnivá zeď.“ Magán s kolegy dospěli k tomu, že i když je kvantový entanglement chaotický a náhodný, červí díra v podobě Einstein-Rosenovy housenky zůstává stabilním tunelem, v němž platí zákony gravitace. Podle autorů studie to podporuje představu, že dva skutečně hodně zvláštní koncepty fyziky, kvantový entanglement a červí díry, jsou vlastně dvě strany jedné mince.
Video: Javier Magan: "Microscopic origin of the entropy of black holes in general relativity"
Video: Javier Magan: "A new measure of quantum state complexity and quantum chaos"
Literatura
Vyřeší entanglované červí díry paradox ohnivé zdi?
Autor: Stanislav Mihulka (23.06.2013)
Mohou černé díry explodovat kvantovým odrazem?
Autor: Stanislav Mihulka (24.07.2014)
Návrat fuzzballu: Černé díry jsou prý jenom klubka superstrun
Autor: Stanislav Mihulka (01.08.2018)
Detekce gravitačních vln od nejtěžší černé díry
Autor: Vladimír Wagner (09.12.2018)
Co nám říká Ciolkovského rovnice o mezihvězdných letech?
Autor: Vladimír Wagner (14.02.2025)
Diskuze:
Re: Previazanosť
Jaroslav Knebl,2025-11-14 15:05:54
Myslím, že to len tak blbo formulujú, keď niektoré predpoklady svojich úvah prezentujú ako hotovú vec.
Na odporúčanie pána F M nižšie som článok tiež kukol, a fakt celkom stráviteľná kvantovka. Kope pojmov z článku síce nerozumiem, zatiaľ, a nechce sa mi ich teraz dohľadávať, ale v rámci relatívne znesiteľnej matiky ich kľúčovým zdelením zrejme je, že dostávajú algebraicky významne podobné popisné rovnice pre svoj model červej diery, a kvantovú previazanosť.
To je mienené tou poslednou vetou z rešerše vyššie, a musím uznať, že myšlienka celkom pekná.
Teda pokiaľ som správne pochopil ich zámer, že sa zrejme snažia interpretovať kvantovo previazané častice ako akési opačné ústia červích minidier. Čím by vlastne riešili nelokálnu povahu kvantového previazania ako iba zdanlivú, a vysvetľovali ju lokálnou teóriou s prepojením skrz červiu minidieru, tzn. trikom so zmenou topológie časopriestoru. V ich článku to síce takto nie je explicitne napísané, ale viac-menej sa to priamo nutne z ich úvah podsúva samo. Háčik ale asi bude v tom, že aj keď im rovničky pre ich jeden Einstein-Rosenov most/húsenicu vychádzajú elegantné a jednoduché, aplikáciou na svet mikročastíc by Ste zrejme dostali takú bordel-varietu s myriadami minidier, že by Ste asi neboli schopní spočítať už vôbec nič. Tzn. zas rovnaká šľamastika ako strunové teórie.
Ale myšlienka sa mi i tak páči, hlavne preto, lebo je sama veľmi blízka mojim najobľúbenejším interpretáciam hmoty. Tiež je to veľmi stará idea, siahajúca ešte do dôb popularity éteru, keď sa špekulovalo, že by hmota bola jeho vibrovanie či čo; už si presne nepamätám formuláciu. No ale nahraďte si 'éter' časopriestorom, ako tí Fíni či kto v inej rešerši na Oslovi pripísali ako výrok Einsteinovi, a máte to. Až na to, že nemusíte modelovať častice škaredým umiestňovaním variet do časopriestoru (ako to trebárs robia strunové teórie), ale vytvarujete ich rovno z vibrujúceho časopriestoru.
Elegantné riešenie. Pokiaľ sa totiž snažíte nejako zjednotiť Kvantovku s Relativitou, potrebujete ideálne nejakú spoločnú zjednocujúcu paradigmu. Preto sa fyzici snažia priblížiť Relativitu Kvantovke zavádzaním časticovej povahy gravitácie skrz gravitóny, resp. kvantovaním časopriestoru na nejaké ďalej viac nedeliteľné kúsky reality. No tak od týchto pánov by sme sa pri vytváraní zjednocujúcej paradigmy uberali v protismere, interpretáciou častíc ako zakrivení časopriestoru, čím by sme naopak približovali Kvantovku Relativite. A analogicky ako sa uvádza v článku, takéto pretunelovanie priestoru červou minidierou by vedelo riešiť kvantovú previazanosť. Dokonca možno i nejaké to kvantové tunelovanie, keď už sme teda pri tunelovaní. Jednoducho by občas možno nejaká tá častica ubzikla cez inú časticu a lá červiu minidieru kúsok inde? Alebo toto je asi ptákovina (minimálne nedopečená idea, čo ma zrovna napadla), plus sme už celkom ďaleko od zmyslu pôvodného článku.
Proste kľúčovým zdelením rešerše vyššie je myslím posledná veta. Previazanosť čiernych dier je zrejme predpoklad, nie záver.
Entanglované černé díry?
Vratislav Zapletal,2025-11-08 18:51:06
Pane jo. Pokud může být kvantová provázanost mezi malinkými částicemi a stejně tak mezi giganty o hmotnosti mnoha sluncí, tak asi nebude moc od reality, když si budu myslet, že jde tím pádem kvantově provázat v podstatě cokoliv. Třeba moje kvantové dvojče :-). Chudák :-). Proč chudák? Protože když aplikuji jednu nejmenovanou kočku v krabici, tak pokud se mi daří skvěle, moje kvantové dvojče se má hodně blbě. Je mi ho moc líto :-).
Re: Entanglované černé díry?
Martin Novák2,2025-11-08 22:51:59
jak víte že černá díra není jediná částice?
Neutronová hvězda je v podstatě jeden atom, kvarková hvězda jedna částice a černá díra ještě jeden krok dál.
Mně by spíš zajímalo kde berou tu jistotu že pod horizontem je kvantový chaos, čas a prostor tak jak ho chápeme my.
Re: Re: Entanglované černé díry?
D@1imi1 Hrušk@,2025-11-09 12:38:01
To s tou neutronovou hvězdou coby jediným atomem (atomovým jádrem) je bohužel dost zpopularizované, ale silně zavádějící. Neutronová hvězda má podle modelů složitou strukturu - na povrchu je tenoučká atmosféra, pod ní je vrstva degenerovaného plynu, pak začínají neutrony... v atomu žádná taková struktura neexistuje. Ani v molekule. Navíc atomové jádro drží pohromadě jen jadernými silami, zatímco neutronová hvězda drží pohromadě jen gravitací.
Re: Re: Entanglované černé díry?
Vojtěch Kocián,2025-11-10 08:29:29
V článku to není jasně propojené, ale předpokládal bych, že kvantový chaos je vyjádřením toho paradoxu ohnivé zdi. Tohle je nepříjemný důsledek relativního pohledu na černou díru dle OTR. Pro vnějšího pozorovatele žádný objekt nepřekročí horizont, ale zůstane na něm navždy uvězněný a ani nemůže nic vyzářit ven, protože i ty fotony tam jsou uvězněné. Výsledkem je extrémně energetická tenká vrstva, kterou ale zvenčí nevidíme, i když je těsně nad horizontem. Nicméně z pohledu objektu, který do černé díry padá, není horizont událostí ničím extra výjimečným. Na žádnou ohnivou zeď tam nenarazí a doputuje až do singularity, pokud tomu nezabrání něco, o čem zatím nemáme tušení. Jak tyhle dva úhly pohledu jdou dohromady a jak je to s tím kvantovým provázáním, mi jasné není. Možná berou ohnivou zeď a singularitu jako dva projevy téhož a tím pádem jako jednu "částici", kterou je možné s jinou provázat?
Re: Re: Re: Entanglované černé díry?
F M,2025-11-13 13:33:24
Popravdě nevím a s ohledem na týdení limit, to nestihnu dohledat/dovodit.
"Návrh je zásadně založen na holografickém provázání v anti-de Sitterově prostorově konformní teorii pole (AdS-CFT).[2]Tam se pozoruje, že mezi dvěma černými dírami může vzniknout poctivá (honest) geometrická červí díra, pokud jsou mikroskopické kvantové korelace dostatečně velké.[3]Klasickým příkladem je dvojitý stav termopole (TFD) dvou kopií holografické CFT"
To provázání nebude jako u částic, ale nějaké komplikovanější vztahy v nějakém obecnějším prostoru, nejde o klasický prostoročas. A neověřitelné (do značné míry) konstrukce na konstrukcích.
Nevím ani nakolik je toto mainstream a nakolik jen zajímavá teoretická odnož.
Schválně nakoukněte do originálu to stojí za to (moc jsem toho nepobral a to si tímto výrazem značně fandím), hlavně na diskusi/závěr, tam se opravdu dá něco zjistit v rozumném čase.
Obecná odpověď na původní otázku je, že jde o teoretizování v obecnějších prostorech, že když jsou si v nich ČD dostatečně blízko, můžou se kvantově provázat. Provázání ovšem funguje jen mezi určitými stavy (to je i normálně u částic, Hamiltoniány) a ty zde nejsou ty klasické co jsou u částic. Nevím jak daleko mohou být (a zda vůbec mohou být) vzdáleny ty ČD v klasickém prostoročasu.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
