Nova teorijska istraživanja sugeriraju da bi egzotični prosti brojevi, osnovni “građevinski blokovi” matematike, mogli igrati važnu ulogu u fizici crnih rupa, jednog od najmisterioznijih objekata u svemiru.
Prosti brojevi su brojevi koji se mogu podijeliti samo s 1 i sami sa sobom. U matematici se smatraju nekom vrstom “temeljnih čestica”, jer se svi drugi brojevi mogu rastaviti na svoje kombinacije, piše Livescience.com.
Znanstvenici sada istražuju mogućnost da isti matematički principi stoje iza nekih od najdubljih zakona fizike.
Crne rupe predstavljaju područja u svemiru s izrazito jakom gravitacijom. U njihovom je središtu singularnost, točka u kojoj se, prema klasičnoj fizici, prostor i vrijeme “kolabiraju”, a gravitacija postaje beskonačna.
Međutim, od 1960-ih fizičari su primijetili da se u blizini singularnosti pojavljuje oblik kaosa koji nalikuje uzorcima koji se nalaze u distribuciji prostih brojeva.
Ideja da bi se fizika mogla povezati s prostim brojevima prisutna je desetljećima. U 1980-ima, francuski fizičar Bernard Julia predložio je hipotetske čestice nazvane “primoni”, čije su razine energije povezane s logaritmima prostih brojeva. Skup takvih čestica nazvao je “primonski plin”, čija je matematička struktura povezana s poznatom Riemannovom zeta-funkcijom, jednim od najvažnijih objekata u teoriji brojeva.
Novo istraživanje sugerira da bi sličan sustav mogao postojati u kaotičnim uvjetima u blizini singulariteta crne rupe.
Znanstvenici su otkrili da se u tim ekstremnim uvjetima pojavljuje posebna simetrija koja može dovesti do kvantnog sustava čiji je spektar organiziran upravo prema prostim brojevima.
Takozvani Gaussovi prosti brojevi, složeniji brojevi koji uključuju imaginarne komponente, pojavljuju se čak i u novijim modelima teorije gravitacije. Oni bi mogli biti potrebni za opisivanje dinamike crnih rupa u višedimenzionalnim modelima svemira.
Iako je sve još uvijek na razini teorije, znanstvenici vjeruju da bi ove matematičke veze mogle pomoći u razumijevanju kvantne gravitacije, velike neriješene zagonetke fizike koja pokušava spojiti kvantnu mehaniku i Einsteinovu teoriju relativnosti.
Ako se pokaže da su prosti brojevi doista povezani s fizikom crnih rupa, to bi moglo otvoriti potpuno nove načine objašnjenja strukture svemira.