Физиками Российского Университета Дружбы Народов разработана формула для расчета излучения Хокинга в непосредственной близости от черной дыры. Она позволяет определить, каким образом излучение может быть изменено с учетом квантовых поправок к теории гравитации Эйнштейна. Новая формула дает возможность проверить точность разных версий квантовой теории гравитации с использованием наблюдения за черными дырами. Физики считают, что это может стать прогрессирующим шагом к долгожданной теории «великого объединения».
Она обещает соединить квантовую механику и относительность. Теория гравитации Эйнштейна соответствует недавнему открытию гравитационных волн, но останутся открытыми часть важных вопросов, связанных с природой сингулярности, с темной материей и с темной энергией, с квантовой гравитацией.
Не исключено, что получаемые с помощью формулы данные о гравитации могут быть использованы и для описания черных дыр. В теории содержатся дополнительные квантовые элементы, они не идут вразрез с картиной слияния черных дыр, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. В то же время они могут демонстрировать важные события, которые происходят возле горизонта событий — на самой границе черной дыры, из которой, как известно, возврата нет.
Ученые обсуждают возможность заглянуть за горизонт событий. Считается, что это невозможно, но Стивен Хокинг предполагал, что у черных дыр есть уникальное необъяснимое свойство — они могут испаряться, испуская при этом элементарные частицы. Это значит, что вся информация и все, что оказалось в черной дыре, поглощается ею безвозвратно.
Хотя на самом деле это нарушает фундаментальные научные основы информации, которые утверждают, что информация не может исчезнуть. Чтобы исправить этот парадокс, предлагаются альтернативные теории гравитации, которые могут внести свой вклад в развитие квантовой теории гравитации.
Один из самых оптимальных способов — теория Эйнштейна-Дилатона-Гаусса-Бонне. Она может применять квантовые компоненты в качестве поправки к общей теории относительности. Роман Конопля, научный сотрудник Учебно-исследовательского института гравитации и космологии Университета РУДН, считает, что этот способ удобен, как альтернативная теория.
Она основана на низкоэнергетическом пределе теории струн и содержит члены квадратичной кривизны и скалярное поле. Для описания реакции черной дыры на внешние гравитационные импульсы, физики используют концепцию квазинормальных мод.
Те колебания, которые возникают при внешнем воздействии на черную дыру, зависят от размеров черной дыры и импульсов, которые она испускает. Частотные свидетельствуют о силе, а затухающие — о снижении скорости импульсов. На таких расчетах и была построена уникальная формула.