Физика

Исследователи предлагают новый голографический метод для моделирования черных дыр с помощью настольного эксперимента

Теоретическое предсказание изображения черной дыры из настольного эксперимента. Радиус кольца зависит от температуры. Изображение черной дыры деформируется при изменении точки наблюдения θobs. Предоставлено: Университет Осаки.

Исследовательская группа из Университета Осаки, Университета Нихон и Университета Чуо предложила новую теоретическую основу, эксперимент которой можно провести в лаборатории, чтобы лучше понять физику черных дыр. Этот проект может пролить свет на фундаментальные законы, которые управляют космосом как в невообразимо малых, так и в чрезвычайно больших масштабах.

Недавно мир был ошеломлен, когда телескоп Event Horizon выпустил первые изображения черной дыры. Или, если быть более точным, на снимках был изображен яркий круг, называемый кольцом Эйнштейна, созданный светом, который едва выходил за пределы огромной гравитации черной дыры. Это кольцо света было связано с тем, что, согласно теории общей теории относительности , сама ткань пространства-времени настолько искажается массой черной дыры, что действует как огромная линза.

К сожалению, наше понимание черных дыр остается неполным, потому что теория общей теории относительности, которая используется для описания законов природы в масштабе звезд и галактик, в настоящее время не совместима с квантовой механикой , нашей лучшей теорией того, как работает Вселенная. в очень маленьких масштабах. Поскольку черные дыры , по определению, имеют огромную массу, сжатую в крошечное пространство, примирить эти невероятно успешные, но пока противоречивые теории необходимо для их понимания.

Один из возможных подходов к решению этой головоломки называется теорией струн, которая утверждает, что вся материя состоит из очень маленьких вибрирующих струн. Одна версия этой теории предсказывает соответствие между законами физики, которые мы воспринимаем в наших знакомых четырех измерениях (три измерения пространства плюс время), и строками в пространстве с дополнительным измерением. Это иногда называют « голографической двойственностью », потому что она напоминает двумерную голографическую пластину, которая содержит всю информацию о трехмерном объекте.

В недавно опубликованном исследовании авторы Коджи Хасимото (Университет Осаки), Кейджу Мурата (Университет Нихон) и Шуничиро Киношита (Университет Чуо) применяют эту концепцию, чтобы показать, как поверхность сферы, которая имеет два измерения, может использоваться в настольный эксперимент по моделированию черной дыры в трех измерениях. В этой установке свет, исходящий от источника в одной точке сферы, измеряется в другой, которая должна показать черную дыру, если сферический материал допускает голографию.

«Голографическое изображение смоделированной черной дыры, если его наблюдать в этом настольном эксперименте, может послужить входом в мир квантовой гравитации», - говорит автор Хасимото. Исследователи также рассчитали радиус кольца Эйнштейна, который будет наблюдаться, если эта теория верна.

«Мы надеемся, что этот проект покажет путь к лучшему пониманию того, как наша Вселенная действительно работает на фундаментальном уровне», - говорит автор Кейджу Мурата.

Подписывайтесь на нас
Back to top button