Zwarte gaten zijn verreweg de meest mysterieuze objecten die in het universum zijn gevonden. Ze worden beschouwd als een soort ruimtegevangenis, hun krachtige zwaartekracht trekt ruimtelijke objecten aan, of het nu gaswolken of sterren zijn; en zelfs lichtquanta kunnen niet ontsnappen uit hun onweerstaanbare gevangenschap.
Het lijkt erop dat voor ons die in drie dimensies leven, alle hemellichamen, inclusief zwarte gaten (uiteraard met al hun inhoud), ten minste drie dimensies moeten hebben. Maar zo eenvoudig is het niet.
Volgens de berekeningen van wetenschappers sluit het feit dat zwarte gaten hypothetisch driedimensionaal van aard zijn, hun tweedimensionaliteit helemaal niet uit. En dat is waarom. Feit is dat er sinds de jaren 70 een theorie is over het hologram-universum, die we niet rechtstreeks kunnen waarnemen. Wat is een hologram? Dit is een tweedimensionaal vlak (bijvoorbeeld een stuk transparante film), dat onder een bepaalde verlichting met een laserstraal en onder een bepaalde kijkhoek een driedimensionaal object in de ruimte nabootst.
Het blijkt dat alle "echte" objecten slechts projecties zijn van tweedimensionale opnamen op een verafgelegen denkbeeldige "muur die onze wereld beperkt". Deze muur is heel, heel voorwaardelijk.
De nieuwe studie ontwikkelt een theorie waarvan het belangrijkste postulaat is dat zwarte gaten ook hologrammen zijn. Een dergelijk controversieel idee werd voorgesteld door theoretische natuurkundigen die een nieuwe manier ontwikkelden om de chaotische toestand voorbij de waarnemingshorizon (dat wil zeggen ruwweg de inslaggrens) van zwarte gaten te beoordelen. Stel je voor dat een zwart gat een planeet heeft opgeslokt om dit te begrijpen. De informatie over dit hemellichaam is natuurlijk niet spoorloos verdwenen. Het wordt op de waarnemingshorizon opgeslagen, maar niet in zijn oorspronkelijke driedimensionale vorm, maar bijvoorbeeld in de vorm van een dynamisch veranderende tweedimensionale foto.
Hoe komt deze projectie tot stand op een enorme kosmische schaal? De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters, zal wetenschappers in staat stellen nieuwe informatie te verkrijgen over zwaartekrachtgolven waarvan wordt aangenomen dat ze in zwarte gaten voorkomen.
“We waren in staat om een completer en rijker model te gebruiken dan de loop quantum gravity (LQG) -modellen die in het verleden zijn ontwikkeld. Dit garandeert op zijn beurt het meest betrouwbare resultaat, zegt een van de deelnemers aan het experiment, dr. Daniel Pranzetti, een medewerker van het Max Planck Instituut voor Theoretische Fysica in München. "Door de vereenvoudigde LQG-modellen te vergelijken met de resultaten van de semi-klassieke analyse uitgevoerd door Hawking en Bekenstein, wordt de dubbelzinnigheid in de interpretatie van sommige processen weggenomen."
Welke processen bedoel je? Om hun berekeningen te krijgen, gebruikten wetenschappers een fenomeen genaamd kwantumzwaartekracht, waardoor ze de entropie (een kwantitatieve uitdrukking van de willekeur van de beweging van alle componenten) in zwarte gaten konden bestuderen. Volgens de theorie van de kwantumzwaartekracht bestaat het weefsel van ruimte-tijd uit ‘korrels’ die onderzoekers ‘quanta’ noemen; Aan de hand van deze deeltjes wordt de invloed van zwaartekracht op zeer kleine schaal onderzocht.
Promotie video:
"Het idee achter ons onderzoek is dat homogene klassieke geometrische vormen zijn opgebouwd uit clusters van quanta in de ruimte", legt Pranzetti uit. "Zo hebben we een beschrijving gekregen van de kwantumtoestanden van een zwart gat, met behulp waarvan we de fysica van het ruimte-tijd continuüm kunnen verklaren."
Eerder onderzoek (in het bijzonder het werk van professor Stephen Hawking) ging ervan uit dat de entropie van een zwart gat evenredig is met zijn oppervlakte, niet met het volume. Deze resultaten waren puur theoretisch, aangezien wetenschappers een aantal expliciete, materiële componenten nodig hadden die, met hun chaotische beweging, de essentie van het entropieproces konden laten zien. Voor nieuwe berekeningen van zwaartekrachtseffecten werden kwantumclusters gebruikt, en als resultaat werd bewezen dat de samenstelling van zwarte gaten zich in een tweedimensionaal vlak bevindt.
Dat wil zeggen, het blijkt dat onze hele wereld een weerspiegeling is van de processen die plaatsvinden aan enkele denkbeeldige grenzen van het universum. En de waarnemingshorizon van zwarte gaten zijn reflecties van reflecties (hoe kun je je Plato's beroemde allegorie over een grot, schaduwen op het oppervlak en het leven als een illusie niet herinneren).
Wie zijn dan mensen? Is het alleen een 3D-projectie van een verre tweedimensionale versie?.. Iedereen heeft zijn eigen antwoord op deze vraag.
Dit artikel is gebaseerd op onderzoek van Daniele Oriti, Daniele Pranzetti en Lorenzo Sindoni, Horizon Entropy van Quantum Gravity Condensates, Physical Review Letters (2016). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.116.211301
Elena Muravyova voor neveroyatno.info
