Forskere foreslår en ny holografisk metode til at simulere sorte huller med bordpladeeksperiment

Et forskerhold fra Osaka University, Nihon University og Chuo University har foreslået en ny teoretisk ramme, hvis eksperiment kunne udføres i et laboratorium for bedre at forstå fysikken i sorte huller. Dette projekt kan kaste lys over de grundlæggende love, der styrer kosmos på både ufatteligt små og meget store skalaer.

For nylig, verden blev transfixed, da de første billeder nogensinde af et sort hul blev frigivet af Event Horizon Telescope. Eller, for at være mere præcis, billederne viste den lyse cirkel, kaldet en Einstein -ring, fremstillet af lyset, der lige knap slap for grebet om det sorte huls enorme tyngdekraft. Denne lysring skyldtes, at, ifølge teorien om generel relativitetsteori, selve rumtiden bliver så forvredet af massen af ​​det sorte hul, at det fungerer som en kæmpe linse.

Desværre, vores forståelse af sorte huller forbliver ufuldstændig, fordi teorien om generel relativitet - som bruges til at beskrive naturlovene i størrelsen af ​​stjerner og galakser - i øjeblikket ikke er forenelig med kvantemekanik, vores bedste teori om, hvordan universet fungerer på meget små skalaer. Siden sorte huller, Per definition, har en enorm masse komprimeret til et lille rum, at forene disse vildt vellykkede men hidtil modstridende teorier er nødvendige for at forstå dem.

En mulig metode til at løse denne gåde kaldes strengteori, som fastholder, at alt stof er lavet af meget små vibrerende strenge. En version af denne teori forudsiger en overensstemmelse mellem de fysiske love, vi opfatter i vores velkendte fire dimensioner (tre dimensioner af rum plus tid) og strenge i et rum med en ekstra dimension. Dette kaldes undertiden en "holografisk dualitet, "fordi det minder om en todimensionel holografisk plade, der indeholder alle oplysninger om et 3D-objekt.

I den nyligt publicerede forskning, forfatterne, Koji Hashimoto (Osaka University), Keiju Murata (Nihon University) og Shunichiro Kinoshita (Chuo University) anvender dette koncept for at vise, hvordan overfladen af ​​en kugle, som har to dimensioner, kan bruges i et bordeksperiment til at modellere et sort hul i tre dimensioner. I denne opsætning, lys, der kommer fra en kilde på et punkt i kuglen, måles på et andet, som skal vise det sorte hul, hvis det sfæriske materiale tillader holografi.

"Det holografiske billede af et simuleret sort hul, hvis det observeres ved dette bordpladeeksperiment, kan tjene som en indgang til kvantegravitationens verden ", siger forfatteren Hashimoto. Forskerne har også beregnet radius af Einstein -ringen, der ville blive observeret, hvis denne teori er korrekt.

"Vores håb er, at dette projekt viser vejen frem mod en bedre forståelse af, hvordan vores univers virkelig fungerer på et grundlæggende niveau, "siger forfatteren Keiju Murata.