Găurile negre ar putea fi ca hologramele, în care toate informațiile pentru a produce o imagine tridimensională sunt codificate pe o suprafață bidimensională. După cum afirmă teoriile cuantice, găurile negre ar putea fi incredibil de complexe și ar putea concentra o cantitate enormă de informații în două dimensiuni, precum cele mai mari hard-disk-uri din lume.
Această idee se aliniază cu teoria relativității a lui Einstein, care descrie găurile negre ca fiind tridimensionale, simple, sferice și netede, așa cum apare imaginea primei găuri negre fotografiate (în 2019). Pe scurt, găurile negre par a fi tridimensionale, la fel ca şi hologramele.
Pentru oamenii de știință, găurile negre reprezintă provocări teoretice formidabile din mai multe motive. În primul rând, ele arată dificultatea unirii principiilor din teoria generală a relativității a lui Einstein cu cele ale fizicii cuantice. Conform relativității generale, găurile negre sunt corpuri cereşti simple, fără informații. Conform fizicii cuantice, așa cum au susținut Jacob Bekenstein și Stephen Hawking, găurile negre sunt cele mai complexe sisteme existente, deoarece sunt caracterizate de o entropie enormă, care măsoară complexitatea unui sistem și, în consecință, conțin o mulțime de informații.
Pentru a studia găurile negre, doi autori ai unui nou studiu (publicat recent în „Physical Review X.„), Francesco Benini și Paolo Milan, au folosit o idee de 30 de ani, denumită principiul holografic. Ceea ce au făcut Benini și Milano este să aplice teoria principiului holografic pe găurile negre. În acest fel, proprietățile termodinamice misterioase ale găurilor negre au devenit mai inteligibile: concentrându-se pe ideea că aceste corpuri cereşti au o mare entropie și observându-le în termeni de mecanică cuantică, putem descrie găurile negre la fel ca o hologramă – au două dimensiuni, în care gravitația dispare, dar reproduc un obiect în trei dimensiuni.
Acest studiu este doar primul pas către o înțelegere mai profundă a acestor corpuri cosmice și a proprietăților care le caracterizează atunci când mecanica cuantică se interpătrunde cu relativitatea generală.