📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить. Прошу разобрать полностью

В далёком космосе существует гипотетический объект — ультрахолодная чёрная дыра. Она заряжена и находится в расширяющейся вселенной (пространстве де Ситтера). Её температура близка к абсолютному нулю — примерно на одну триллионную градуса выше него. Тепловое движение частиц внутри почти замирает, как в чае, остуженном до последнего возможного градуса.

Физики попытались описать такую дыру на языке квантовой механики. Для этого они взяли особую модель — дважды масштабированную модель SYK (систему многих взаимодействующих фермионов со случайными связями). В определённом пределе она сводится к плоской JT-гравитации (двумерной модели, где гравитацию задаёт поле дилатона). Но эта гравитация как квантовая система ведёт себя капризно: у неё бесконечно много состояний с одинаковой энергией — так называемое хагедорновское вырождение. Это похоже на гостиницу с бесконечным числом комнат на одном этаже — расселить гостей осмысленно не выходит.

Авторы добавили первую субведущую поправку к потенциалу дилатона (скалярному полю, определяющему силу гравитации в JT-модели). Это разрушило бесконечное вырождение, но не исправило структурную проблему. Тогда они обратились к калибровочному описанию модели синус-дилатонной гравитации и предложили новый метод квантования пригоризонтной динамики. В результате состояния на высоких энергиях (асимптотике спектра) динамически подавляются, и возникает дискретное пространство-время — словно реальность становится зернистой, как фотография при большом увеличении.

Итогом стало необычное поведение статистической суммы при низких температурах. Вместо плавного охлаждения система резко меняет свойства — совсем не так, как предсказывали прежние модели холодной и нариаевской физики. Это можно интерпретировать как способ, которым квантовая система сама следит за тем, чтобы сингулярности не выглядывали наружу.