Svarta hål är överlägset några av de mest mystiska föremål som finns i universum. De betraktas som ett slags rymdfängelse, deras kraftfulla gravitation drar rumsliga föremål, vare sig det är gasmoln eller stjärnor; och även kvantiteter av ljus kan inte fly från sin oemotståndliga fångenskap.
Det verkar som att för oss som lever i tre dimensioner måste alla himmellegemer, inklusive svarta hål (naturligtvis med allt innehåll), ha minst tre dimensioner. Men det är inte så enkelt.
Enligt forskarnas beräkningar utesluter det faktum att svarta hål hypotetiskt är tredimensionellt till sin natur inte deras tvådimensionalitet. Och det är varför. Faktum är att sedan 70-talet har det funnits en teori om hologramuniversumet, som vi inte kan observera direkt. Vad är ett hologram? Detta är ett tvådimensionellt plan (till exempel en bit transparent film), som under en viss belysning med en laserstråle och i en viss synvinkel återskapar ett tredimensionellt objekt i rymden.
Det visar sig att alla "riktiga" föremål bara är projektioner av tvådimensionella poster på någon avlägsen imaginär "vägg som begränsar vår värld." Denna vägg är väldigt, mycket villkorad.
Den nya studien utvecklar en teori vars huvudpostulat är att svarta hål också är hologram. Denna kontroversiella idé föreslogs av teoretiska fysiker som utvecklade ett nytt sätt att uppskatta det kaotiska tillståndet bortom händelsehorisonten (det är, grovt sett, påverkansgränsen) för svarta hål. För att förstå, föreställ dig att ett svart hål har svalt någon planet. Informationen om denna himmelkropp försvann naturligtvis inte spårlöst. Den lagras i händelsehorisonten, men inte i sin ursprungliga tredimensionella form utan, säg i form av ett dynamiskt föränderligt tvådimensionellt fotografi.
Hur skapas denna projektion i enorm kosmisk skala? Studien, publicerad i tidskriften Physical Review Letters, gör det möjligt för forskare att få ny information om gravitationella vågor som man tror finns i svarta hål.
”Vi kunde använda en mer komplett och rikare modell än loop quantum gravity (LQG) modeller som utvecklats tidigare. I sin tur garanterar detta det mest tillförlitliga resultatet, säger en av deltagarna i experimentet, Dr Daniel Pranzetti, anställd vid Max Planck-institutet för teoretisk fysik i München. "Jämförelse av de förenklade LQG-modellerna med resultaten av den halvklassiska analysen som utfördes av Hawking och Bekenstein eliminerar tvetydigheten i tolkningen av vissa processer."
Vilka processer menar du? För att få sina beräkningar använde forskare ett fenomen som kallas kvantgravitation, vilket gjorde det möjligt för dem att studera entropin (ett kvantitativt uttryck för slumpmässigheten i rörelsen av alla komponenter) i svarta hål. Enligt teorin om kvantgravitation består rymdtidens vävnad av "korn" som forskare kallar "quanta"; det är på exemplet med dessa partiklar som gravitationens påverkan studeras i extremt liten skala.
Kampanjvideo:
”Tanken bakom vår forskning är att homogena klassiska geometriska former består av kluster av kvantiteter i rymden”, förklarar Pranzetti. "Således har vi fått en beskrivning av kvanttillstånden i ett svart hål, som kan användas för att förklara fysiken i rymd-tidskontinuumet."
Tidigare forskning (särskilt professor Stephen Hawkings arbete) antog att entropin i ett svart hål är proportionell mot dess yta, inte volym. Dessa resultat var rent teoretiska, eftersom forskare behövde några explicita, materiella komponenter som med sin kaotiska rörelse kunde visa kärnan i entropiprocessen. För nya beräkningar av gravitationseffekter användes kvantkluster och som ett resultat bevisades det att sammansättningen av svarta hål ligger inom ett tvådimensionellt plan.
Det vill säga det visar sig att hela vår värld är en reflektion av de processer som äger rum vid några imaginära gränser i universum. Och händelsehorisonten för svarta hål är reflektioner av reflektioner (hur kan du inte minnas Platons berömda allegori om en grotta, skuggor på ytan och livet som en illusion).
Vem är då människor? Är det bara en 3D-projektion av en avlägsen tvådimensionell version?.. Alla har sitt eget svar på denna fråga.
Denna artikel är baserad på forskning av Daniele Oriti, Daniele Pranzetti och Lorenzo Sindoni, Horizon Entropy from Quantum Gravity Condensates, Physical Review Letters (2016). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.116.211301
Elena Muravyova för neveroyatno.info