Hologramy czarnej dziury

Zespół badaczy zaproponował nowatorskie ramy teoretyczne, których eksperyment można by przeprowadzić w laboratorium, w celu lepszego zrozumienia fizyki czarnych dziur. Projekt ten może rzucić światło na podstawowe prawa rządzące kosmosem zarówno na niewyobrażalnie małej, jak i ogromnej skali.

Niedawno świat wstrzymał oddech, gdy opublikowano pierwsze obrazy czarnej dziury wykonane za pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń. A ściślej mówiąc, zdjęcia przedstawiające jasny okrąg, zwany pierścieniem Einsteina, stworzony przez światło, które ledwie uciekło od śmiertelnego pojmania przez ogromną grawitację czarnej dziury. Ten pierścień światła był spowodowany faktem, że zgodnie z ogólną teorią względności sama czasoprzestrzeń staje się tak zniekształcona przez masę czarnej dziury, że działa jak ogromna soczewka.

Niestety, nasze rozumienie czarnych dziur pozostaje niekompletne, ponieważ OTW – która jest używana do opisu praw natury w skali gwiazd i galaktyk – nie jest obecnie kompatybilna z mechaniką kwantową, naszą najlepszą teorią dotyczącą działania Wszechświata na bardzo małych skalach. Ponieważ czarne dziury z definicji mają ogromną masę ściśniętą w niewielką przestrzeń, pogodzenie tych szalenie udanych, ale dotąd sprzecznych teorii jest konieczne, aby je zrozumieć.

Jednym z możliwych sposobów rozwiązania tej zagadki jest teoria strun, która utrzymuje, że cała materia składa się z bardzo małych wibrujących strun. Jedna wersja tej teorii przewiduje zgodność pomiędzy prawami fizyki, które postrzegamy w naszych znanych czterech wymiarach (trzy wymiary przestrzeni plus czas), a strunami w przestrzeni w dodatkowym wymiarze. Czasami nazywa się to „dualnością holograficzną”, ponieważ przypomina dwuwymiarową holograficzną płytę, która przechowuje wszystkie informacje o obiekcie 3D.

W nowo opublikowanych badaniach autorzy Koji Hashimoto (Uniwersytet Osaka), Keiju Murata (Uniwersytet Nihon) i Shunichiro Kinoshita (Uniwersytet Chuo) stosują tę koncepcję, aby pokazać, w jaki sposób powierzchnia kuli o dwóch wymiarach może być wykorzystana w stołowym eksperymencie do modelowania czarnej dziury w trzech wymiarach. W tym układzie światło emitujące ze źródła w jednym punkcie kuli jest mierzone w innym, co powinno pokazywać czarną dziurę jeżeli sferyczny materiał pozwala na holografię.

„Holograficzny obraz symulowanej czarnej dziury zaobserwowany w tym eksperymencie na stole, może służyć jako wejście do kwantowej grawitacji” – mówi autor Hashimoto. Naukowcy obliczyli również promień pierścienia Einsteina, który zostałby zaobserwowany, gdyby teoria była poprawna.

„Mamy nadzieję, że ten projekt wskazuje drogę do lepszego zrozumienia tego, jak naprawdę działa nasz Wszechświat na poziomie podstawowym” – mówi autor Keiju Murata.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Uniwersytet Osaka

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.