Американські астрономи змоделювали аномальну структуру чорних дір, що перебувають у квантовій заплутаності

Міжнародна група фізиків із США та Аргентини представила нову модель внутрішньої структури чорних дір, які перебувають у квантовій заплутаності. Згідно з дослідженням, опублікованим 6 листопада 2025 року в журналі Phys­i­cal Review Let­ters, між такими об’єктами може існувати не гладкий тунель, як передбачає класична теорія, а “катерпіллар-вирва” — довгий, сегментований канал, схожий на гусеницю.

Вчені пояснюють: ця структура, названа “міст Ейнштейна — Розена-гусениця” (Einstein–Rosen cater­pil­lar), виникає в умовах квантового хаосу. У класичній моделі червоточина між двома чорними дірами є гладкою, але нові розрахунки показали, що в реалістичному квантовому стані тунель стає нерівним і витягнутим. Фізики змоделювали упорядкований квантовий стан, а потім “перемішали” його в симуляціях, імітуючи хаос, характерний для чорних дір.

Щоб така система залишалася стабільною, її внутрішня геометрія мусила змінюватися — витягуватися та “зморщуватися”, формуючи гусеницеподібну структуру. Виявилося, що чим більший рівень квантової турбулентності, тим складнішою стає червоточина. Це відкриття демонструє прямий зв’язок між мікроскопічною квантовою поведінкою та геометрією простору-часу.

Результати можуть допомогти розв’язати “парадокс вогняної стіни” — теоретичну суперечність, згідно з якою край чорної діри має бути енергетично нестабільним. Однак нова модель показує, що навіть за умов сильного квантового хаосу червоточина лишається стабільною, а класичні закони гравітації продовжують діяти.

Таким чином, модель “катерпіллар-вирви” підтримує гіпотезу ER = EPR, висунуту у 2013 році. Вона стверджує, що квантова заплутаність (EPR) і червоточини (ER) — це два прояви однієї фізичної реальності. Тобто “міст” між чорними дірами може бути не лише метафорою, а геометричним утіленням квантового зв’язку у структурі простору-часу.