Przejdź do głównej zawartości

Hologramy czarnej dziury

Zespół badaczy zaproponował nowatorskie ramy teoretyczne, których eksperyment można by przeprowadzić w laboratorium, w celu lepszego zrozumienia fizyki czarnych dziur. Projekt ten może rzucić światło na podstawowe prawa rządzące kosmosem zarówno na niewyobrażalnie małej, jak i ogromnej skali.


Niedawno świat wstrzymał oddech, gdy opublikowano pierwsze obrazy czarnej dziury wykonane za pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń. A ściślej mówiąc, zdjęcia przedstawiające jasny okrąg, zwany pierścieniem Einsteina, stworzony przez światło, które ledwie uciekło od śmiertelnego pojmania przez ogromną grawitację czarnej dziury. Ten pierścień światła był spowodowany faktem, że zgodnie z ogólną teorią względności sama czasoprzestrzeń staje się tak zniekształcona przez masę czarnej dziury, że działa jak ogromna soczewka.

Niestety, nasze rozumienie czarnych dziur pozostaje niekompletne, ponieważ OTW – która jest używana do opisu praw natury w skali gwiazd i galaktyk – nie jest obecnie kompatybilna z mechaniką kwantową, naszą najlepszą teorią dotyczącą działania Wszechświata na bardzo małych skalach. Ponieważ czarne dziury z definicji mają ogromną masę ściśniętą w niewielką przestrzeń, pogodzenie tych szalenie udanych, ale dotąd sprzecznych teorii jest konieczne, aby je zrozumieć.

Jednym z możliwych sposobów rozwiązania tej zagadki jest teoria strun, która utrzymuje, że cała materia składa się z bardzo małych wibrujących strun. Jedna wersja tej teorii przewiduje zgodność pomiędzy prawami fizyki, które postrzegamy w naszych znanych czterech wymiarach (trzy wymiary przestrzeni plus czas), a strunami w przestrzeni w dodatkowym wymiarze. Czasami nazywa się to „dualnością holograficzną”, ponieważ przypomina dwuwymiarową holograficzną płytę, która przechowuje wszystkie informacje o obiekcie 3D.

W nowo opublikowanych badaniach autorzy Koji Hashimoto (Uniwersytet Osaka), Keiju Murata (Uniwersytet Nihon) i Shunichiro Kinoshita (Uniwersytet Chuo) stosują tę koncepcję, aby pokazać, w jaki sposób powierzchnia kuli o dwóch wymiarach może być wykorzystana w stołowym eksperymencie do modelowania czarnej dziury w trzech wymiarach. W tym układzie światło emitujące ze źródła w jednym punkcie kuli jest mierzone w innym, co powinno pokazywać czarną dziurę jeżeli sferyczny materiał pozwala na holografię.

„Holograficzny obraz symulowanej czarnej dziury zaobserwowany w tym eksperymencie na stole, może służyć jako wejście do kwantowej grawitacji” – mówi autor Hashimoto. Naukowcy obliczyli również promień pierścienia Einsteina, który zostałby zaobserwowany, gdyby teoria była poprawna.

„Mamy nadzieję, że ten projekt wskazuje drogę do lepszego zrozumienia tego, jak naprawdę działa nasz Wszechświat na poziomie podstawowym” – mówi autor Keiju Murata.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…