Румынский физик-математик и космолог Овидий Ракореан, исследуя метрику чёрной дыры BTZ, обнаружил возможную топологическую симметрию между её внутренней и внешней геометрией. 

Он совершил неожиданный шаг, поменяв местами пространство и время в математических уравнениях. Этот подход, кажущийся простым, может радикально изменить наше понимание процессов внутри чёрных дыр.

Возможно, гравитационная сингулярность — не только "геена огненная" где аннигилируются множество частиц , законы природы идут вразнос и даже математика — "царица всех наук" посылается куда подальше. Быть может внутренности чёрных дыр устроены значительно интереснее.

Однако для начала что такое эта ваша BTZ черная дыра? Эта аббревиатура расшифровывается как Баньядос-Тейтельбойм-Занелли — по именам физиков-теоретиков, которые в 1992 году предположили существование такой внутренности у чёрных дыр.

И знаете что? 

BTZ — самая интересная метрика чёрных дыр среди ныне известных. Такие чёрные дыры существуют не в четырехмерном пространстве-времени, а в трехмерном. Точнее, в (2+1) измерении. Да-да, вы не ослышались — у них всего два измерения, включая время.

Как это вообразить?

Проще, чем 4D. Представьте себе мир, где пространство имеет только два измерения, а время - одно. Звучит как научная фантастика? Возможно, но именно в таком мире живут BTZ черные дыры, и они рассказывают нам невероятные вещи о природе гравитации.

В отличие от более стандартных строений черных дыр, BTZ чёрные дыры существуют в так называемом AdS пространстве — пространстве с отрицательной кривизной. Если обычное пространство можно сравнить с плоским листом бумаги, то AdS пространство больше похоже на седло лошади, изогнутое в обе стороны.

Автор исследования решил провести необычный эксперимент: что произойдет, если в уравнениях, описывающих BTZ метрику, поменять местами координаты пространства и времени? Как оказалось, этот на первый взгляд лишённый смысла математический трюк привел к поразительным результатам.

Он обнаружил, что внутри чёрной дыры всё может быть похоже на внешнюю часть, только всё "становится вверх-дном" — время становится пространством, а пространство — временем. Это исследование может помочь понять, как работает гравитация и квантовая механика в экстремальных условиях.

Самое интересное, что такая структура напоминает особые квантовые состояния, которые защищают себя от внешних воздействий. Это может означать, что чёрные дыры и эти квантовые состояния связаны между собой. А ещё, если Ракореан прав, скоро у нас могут появится новые инструменты для изучения пространства-времени как единого целого, а не отдельных частей. Это приближает нас к пониманию, как всё работает в экстремальных условиях Вселенной.

Работа Ракореана также способна изменить наше представление не только о чёрных дырах, но и о квантовой природе пространства и времени. Его выводы предполагают, что наша Вселенная может быть конечной и иметь форму пончика или бутылки Клейна. Ракореан считает, что метрика бутылки Клейна больше соответствует нашей реальности.