Czarne dziury to z pewnością jedne z najbardziej tajemniczych obiektów we wszechświecie. Uważane są za rodzaj kosmicznego więzienia, ich potężna grawitacja przyciąga obiekty przestrzenne, czy to chmury gazu, czy gwiazdy; a nawet kwanty światła nie są w stanie uciec z ich nieodpartej niewoli.
Wydawałoby się, że dla nas, żyjących w trzech wymiarach, wszystkie ciała niebieskie, w tym czarne dziury (oczywiście z całą ich zawartością), muszą mieć co najmniej trzy wymiary. Ale to nie jest takie proste.
Zgodnie z obliczeniami naukowców fakt, że czarne dziury mają hipotetycznie trójwymiarowy charakter, wcale nie wyklucza ich dwuwymiarowości. I własnie dlatego. Faktem jest, że od lat 70. istnieje teoria wszechświata hologramowego, której nie możemy obserwować bezpośrednio. Co to jest hologram? To dwuwymiarowa płaszczyzna (na przykład kawałek przezroczystej folii), która pod pewnym oświetleniem wiązką lasera i pod pewnym kątem widzenia odtwarza trójwymiarowy obiekt w przestrzeni.
Okazuje się, że wszystkie „prawdziwe” obiekty są po prostu rzutami dwuwymiarowych zapisów na jakiejś odległej wyimaginowanej „ścianie ograniczającej nasz świat”. Ta ściana jest bardzo, bardzo warunkowa.
Nowe badanie rozwija teorię, której głównym postulatem jest to, że czarne dziury są również hologramami. Taki kontrowersyjny pomysł został zaproponowany przez fizyków teoretycznych, którzy opracowali nowy sposób szacowania stanu chaosu poza horyzontem zdarzeń (czyli z grubsza granicą zderzenia) czarnych dziur. Aby to zrozumieć, wyobraź sobie, że czarna dziura połknęła jakąś planetę. Informacje o tym ciele niebieskim oczywiście nie zniknęły bez śladu. Jest przechowywany na horyzoncie zdarzeń, ale nie w swojej pierwotnej, trójwymiarowej formie, ale np. W postaci dynamicznie zmieniającej się dwuwymiarowej fotografii.
Jak powstaje ta projekcja na ogromną kosmiczną skalę? Badanie, opublikowane w czasopiśmie Physical Review Letters, umożliwi naukowcom uzyskanie nowych informacji na temat fal grawitacyjnych, które, jak się uważa, istnieją wewnątrz czarnych dziur.
„Udało nam się zastosować pełniejszy i bogatszy model niż modele pętlowej grawitacji kwantowej (LQG) opracowane w przeszłości. To z kolei gwarantuje najbardziej miarodajny wynik - mówi jeden z uczestników eksperymentu, dr Daniel Pranzetti, pracownik Instytutu Fizyki Teoretycznej im. Maxa Plancka w Monachium. „Porównanie uproszczonych modeli LQG z wynikami półklasycznej analizy przeprowadzonej przez Hawkinga i Bekensteina eliminuje niejednoznaczność w interpretacji niektórych procesów”.
Jakie procesy masz na myśli? Aby uzyskać obliczenia, naukowcy wykorzystali zjawisko zwane grawitacją kwantową, które pozwoliło im zbadać entropię (ilościowy wyraz losowości ruchu wszystkich składników) wewnątrz czarnych dziur. Zgodnie z teorią grawitacji kwantowej, materia czasoprzestrzeni składa się z „ziaren”, które badacze nazywają „kwantami”; To na przykładzie tych cząstek bada się wpływ grawitacji na niezwykle małą skalę.
Film promocyjny:
„Idea leżąca u podstaw naszych badań polega na tym, że jednorodne klasyczne kształty geometryczne składają się ze skupisk kwantów w przestrzeni” - wyjaśnia Pranzetti. „W ten sposób otrzymaliśmy opis stanów kwantowych czarnej dziury, który można wykorzystać do wyjaśnienia fizyki kontinuum czasoprzestrzennego”.
Poprzednie badania (w szczególności praca profesora Stephena Hawkinga) zakładały, że entropia czarnej dziury jest proporcjonalna do jej powierzchni, a nie objętości. Wyniki te były czysto teoretyczne, ponieważ naukowcy potrzebowali pewnych wyraźnych, materialnych komponentów, które swoim chaotycznym ruchem mogłyby pokazać istotę procesu entropii. Do nowych obliczeń efektów grawitacyjnych wykorzystano gromady kwantowe, w wyniku czego udowodniono, że skład czarnych dziur mieści się w dwuwymiarowej płaszczyźnie.
To znaczy, okazuje się, że cały nasz świat jest odbiciem procesów zachodzących na jakichś wyimaginowanych granicach Wszechświata. A horyzont zdarzeń czarnych dziur to odbicia odbić (jakże nie przypomnieć sobie słynnej alegorii Platona o jaskini, cieniach na jej powierzchni i życiu jako iluzji).
Kim więc są ludzie? Czy to tylko projekcja 3D z odległej dwuwymiarowej wersji?.. Każdy ma swoją własną odpowiedź na to pytanie.
Ten artykuł jest oparty na badaniach Daniele Oriti, Daniele Pranzetti i Lorenzo Sindoni, Horizon Entropy from Quantum Gravity Condensates, Physical Review Letters (2016). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.116.211301
Elena Muravyova dla neveroyatno.info