Никодем Януш Поплавский (родился 1 марта 1975 года) — польский физик-теоретик , наиболее известный своей гипотезой о том, что каждая черная дыра может быть дверью в другую вселенную и что вселенная образовалась внутри черной дыры, которая сама существует в большей вселенной. [1] Эта гипотеза была включена журналами National Geographic и Science в десятку главных открытий 2010 года. [2] [3]
Подход Поплавского основан на теории гравитации Эйнштейна–Картана , которая распространяет общую теорию относительности на материю с собственным угловым моментом ( спином ). Спин в искривленном пространстве-времени требует, чтобы аффинная связь не могла быть ограничена нулем, а ее антисимметричная часть, тензор кручения , должна быть переменной в принципе стационарного действия Гамильтона , который дает уравнения поля. Кручение дает правильное обобщение закона сохранения для полного (орбитального плюс собственного) углового момента на наличие гравитационного поля, но также изменяет уравнение Дирака для фермионов .
Гравитационные эффекты кручения на фермионную материю значительны при чрезвычайно высоких плотностях, которые существуют внутри черных дыр и в начале Вселенной. Поплавский предполагает, что кручение проявляется как отталкивающая сила, которая заставляет фермионы пространственно расширяться и предотвращает образование гравитационной сингулярности внутри горизонта событий черной дыры . [4] Из-за кручения коллапсирующая материя по другую сторону горизонта достигает огромной, но конечной плотности, взрывается и отскакивает, образуя мост Эйнштейна-Розена ( кротовую нору ) к новой, закрытой, расширяющейся Вселенной. [5] [6] Квантовое рождение частиц в сильных гравитационных полях помогает кручению преодолевать сдвиг . [7] [8] [9] Аналогично, Большой взрыв заменяется Большим отскоком, до которого Вселенная была внутренней частью черной дыры. [10] Этот сценарий порождает космическую инфляцию , которая объясняет, почему нынешняя Вселенная в самых больших масштабах выглядит пространственно плоской, однородной и изотропной . [11] [12] Он может объяснить стрелу времени , разрешить информационный парадокс черной дыры и объяснить природу темной материи . [13] Торсион также может быть ответственен за наблюдаемую асимметрию между материей и антиматерией во Вселенной. [14] Вращение черной дыры может влиять на пространство-время по другую сторону ее горизонта событий и приводить к предпочтительному направлению в новой Вселенной. Поплавский предполагает, что наблюдаемые флуктуации в космическом микроволновом фоне могут предоставить доказательства его гипотезы. [15]
Поплавский предположил, что компоненты импульса не коммутируют при наличии кручения. Соответственно, интегрирование по непрерывному импульсу в диаграммах Фейнмана заменяется суммированием по дискретным собственным значениям импульса , разделение которых увеличивается с величиной. Следовательно, расходящиеся интегралы в диаграммах Фейнмана заменяются сходящимися суммами. Поэтому кручение может устранить ультрафиолетовую расходимость и обеспечить физический механизм для регуляризации в квантовой теории поля , давая конечные значения голых величин, таких как масса и электрический заряд электрона . [16]
Он также предположил, что 4-скорость фермионной ( спинорной ) частицы связана с ее релятивистской волновой функцией . Для искривленного пространства-времени с кручением 4-импульс спинора связан с генератором трансляции , заданным ковариантной производной , а 4-угловой импульс связан с генератором вращения в группе Лоренца . Из ковариантных законов сохранения для тензора спина и тензора энергии-импульса для спинорного поля при наличии кручения следует, что если волна удовлетворяет искривленному уравнению Дирака, то 4-скорость, 4-импульс и 4-спин удовлетворяют уравнениям движения Матиссона–Папапетру , которые сводятся к геодезическому уравнению . Следовательно, движение частицы, направляемое четырехскоростью в интерпретации квантовой механики как пилотной волны , совпадает с геодезическим движением, определяемым пространством-временем, демонстрируя релятивистский дуализм волна-частица . [17]
Поплавский получил степень магистра наук по астрономии в Варшавском университете (1999) и степень доктора наук по физике в Индианском университете (2004), где он позже работал преподавателем и исследователем в области теоретической физики. Он присоединился к кафедре математики и физики в Университете Нью-Хейвена в качестве старшего преподавателя в 2013 году и стал выдающимся преподавателем в 2020 году.
Поплавски появился в эпизоде телешоу « Сквозь кротовую нору » под названием «Существуют ли параллельные вселенные?» (2-й сезон) и в эпизоде шоу Curiosity на канале Discovery под названием «Существует ли параллельная вселенная?» [18] , которое вышло в эфир в 2011 году.