سیاهچاله ها در حالت های کوانتومی، جرم های عجیب و غریبی دارند - مجله روگذر

اکنون یک اثبات ریاضی در خصوص ماهیت کوانتومی سیاهچاله ها ممکن است به ما نشان دهد که چگونه این دو می توانند این دو را با هم آشتی داد، حداقل به میزان ای است که یک نظریه بزرگ نو در خصوص نحوه عملکرد کیهان در مقیاس کیهانی ایجاد کنیم.

تیمی از فیزیکدانان به صورت ریاضی یک ابهام عجیب را در خصوص اینکه چگونه این اجسام پرچگال انتزاعی ممکن است در حالت برهم نهی superposition کوانتومی وجود داشته باشند و به طور همزمان طیفی از ویژگی های ممکن را اشغال نمایند، نشان داده اند.

محاسبات آن ها نشان داد که برهم نهی های جرم در یک نوع نظری از سیاهچاله به نام سیاهچاله BTZ به طور شگفت انگیزی نوار های جرم متفاوتی را به طور همزمان اشغال می نماید.

این تحقیق نشان می دهد، برهم نهی جرم هایی که به وسیله یک سیاه چاله نگه داشته می شوند، بعضی از معیار ها را بر سایر معیار ها ترجیح می دهد، در الگویی که می تواند برای مدل سازی جرم به روش کوانتیزه شده مفید باشد. این می تواند چارچوب نوی را برای آنالیز اثرات کوانتومی-گرانشی سیاهچاله ها در برهم نهی به ما ارائه دهد تا تنش بین نسبیت عام و نظریه کوانتومی را کاهش دهد.

جاشوا فو، فیزیکدان نظری از دانشگاه کوئینزلند استرالیا، می گوید: تا به امروز، ما عمیقاً آنالیز نکرده ایم که آیا سیاه چاله ها بعضی از رفتار های عجیب و شگفت انگیز فیزیک کوانتومی را نشان می دهند یا خیر.

یکی از این رفتار ها برهم نهی است، که در آن ذرات در مقیاس کوانتومی می توانند در چندین حالت به طور همزمان وجود داشته باشند.

اما، برای سیاهچاله ها، می خواستیم بدانیم که آیا آن ها می توانند همزمان جرم های بسیار متفاوتی داشته باشند یا خیر، و معلوم شد که دارند!

تصور کنید هم چاق و بلندقامت هستید و هم کوتاه قد و لاغر! این وضعیتی است که به طور شهودی گیج نماینده است زیرا ما با دنیای فیزیک سنتی اخت هستیم. اما این واقعیتی برای سیاهچاله های کوانتومی است.

گرانش شدید اطراف سیاه چاله ها، آزمایشگاهی عالی برای کاوش گرانش کوانتومی سازد.

مدل های مبتنی بر انواع خاصی از سیاه چاله ها ممکن است به یک نظریه منجر گردد که هم ذرات و گرانش را شرح دهد. به عنوان مثال، بعضی از اثرات مشاهده شده در اطراف سیاهچاله را نمی توان در نسبیت عام توصیف کرد. برای این، ما به گرانش کوانتومی احتیاج داریم یعنی در نهایت به یک نظریه یکپارچه که هر دو مجموعه قوانین را در بر بگیرد.

بنابراین، فو و همکارانش یک چارچوب ریاضی ایجاد کردند که به طور مؤثر به فیزیکدانان اجازه می دهد تا ذره ای را که در خارج از سیاهچاله واقع شده است و در حالت برهم نهی کوانتومی واقع شده است، آنالیز نمایند.

کیهان به ما نشان می دهد که همواره عجیب تر، اسرارآمیزتر و مجذوب کننده تر از آن چیزی است که بسیاری از ما تصور می کردیم.

این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده.