Hvad er der inde i et sort hul? Fysiker bruger kvanteberegning, maskinlæring for at finde ud af det

Et hold fysikere ledet af Dr. Maria Spiropulu ved California Institute of Technology (Caltech) har gjort betydelige fremskridt med at forstå, hvad der ligger inde i et sort hul. Ved at kombinere kvantecomputere og maskinlæringsteknikker har de været i stand til at simulere stofs adfærd under ekstreme gravitationsforhold.

Sorte huller er områder i rummet med så stærke gravitationskræfter, at intet, ikke engang lys, kan undslippe dem. Dette gør dem svære at studere, da ingen information om det indre af et sort hul direkte kan observeres udefra.

Imidlertid var Dr. Spiropulus team i stand til at bruge kvantemekanikkens principper til at simulere partiklernes opførsel nær kanten af ​​et sort hul, kendt som begivenhedshorisonten. Det gjorde de ved at skabe en kvantecomputersimulering af en partikel, der gennemgår gravitationssammenbrud.

Simuleringen afslørede, at når partiklen falder mod det sorte hul, oplever den ekstreme tidevandskræfter, der strækker sig og komprimerer den. Disse kræfter bliver så stærke, at partiklens kvanteegenskaber begynder at komme frem, hvilket får den til at opføre sig på uventede måder.

For at fortolke de komplekse data fra simuleringen vendte Dr. Spiropulus team sig til maskinlæringsteknikker. De udviklede algoritmer, der kunne identificere og klassificere de forskellige fysiske processer, der foregår nær det sorte hul.

Ved hjælp af disse værktøjer var forskerne i stand til at opnå værdifuld indsigt i stofs adfærd i ekstreme gravitationsmiljøer. De opdagede, at partiklen gennemgår en faseovergang, når den nærmer sig begivenhedshorisonten, og skifter fra en normal tilstand til en kvantetilstand.

Denne forskning repræsenterer et gennembrud i vores forståelse af sorte huller og tyngdekraftens grundlæggende natur. Det åbner op for nye muligheder for at studere stoffets adfærd under ekstreme forhold og udforske de mysterier, der ligger gemt i sorte huller.