Kara Delikler Holografik Bir Evrende Yaşadığımızın Kanıtıdır

[™ Admin]

Kara Delikler Holografik Bir Evrende Yaşadığımızın Kanıtıdır

Yeni matematik, kara deliklerin yüzeyini ve içini tanımlamaya ve keşfetmeye yardımcı oluyor.

Sicim teorisi, nesneleri incelenebilecek sayı sistemlerine dönüştürür.

Holografik ikilik, standart model ve görelilik fiziği arasında iyi bir bağlantı kurmaya yardımcı olabilir.

Kara delikler karmaşık bir şekle sahiptir. İçeride, yerçekimi üç boyutta var. Ancak kara delikler, yalnızca iki boyutta var olan dış parçacıklara ve manyetik alanlara da bağlıdır. Peki bir kara delik aynı anda hem iki boyutta hem de üç boyutta nasıl var olabilir?

Bilim adamları, burada "holografik dualite teorisi" adı verilen matematiksel bir fenomenin iş başında olduğunu söylüyorlar. Arjantinli bir teorik fizikçi olan Juan Maldacena, yerçekimi olan bir uzayın içindeki olayların (bir kara delik gibi) matematiksel olarak o uzayın yüzeyinde parçacıkları içeren yerçekimi içermeyen olaylara eşdeğer olduğunu belirten kavramı 1997'de keşfetti.

Başka bir deyişle, holografik ikilik teorisi, parçacık fiziği (tüm maddeyi oluşturan küçük parçacıkların incelenmesi) ile yerçekiminin uzay ve zamanın eğriliğinden kaynaklandığını belirten Einstein'ın genel görelilik teorisi arasındaki gizli bağlantıyı elinde tutabilir. Geçen ay PRX Quantum dergisinde yayınlanan yeni araştırmada, Michigan Üniversitesi bilim adamları kara deliklerin içindeki bu holografik dualite teorisine destek arıyorlar. Anlamak için, oldukça basit bir matematiği gözden geçirmeli ve sonra bilimi uygulamalıyız.

Temel hesaplamaya geri dönün. x ve y ile temsil edilen çizgiler vardır. Sonra x² ve y² ile temsil edilen eğriler vardır. Ve bu değişkenleri bir kat daha artırırsak, üç boyutlu yüzeyler ve şekiller elde ederiz. Boyutlar arasındaki ilişki, sonludan sonsuzluğa olan ilişki gibi, kalkülüsün anahtarıdır.

Bunun kara deliklerle nasıl bir ilgisi var? Eh, sicim teorisinin bir ifadesi (nokta benzeri parçacıkların sicim adı verilen tek boyutlu nesnelerle değiştirildiği fizikte teorik bir çerçeve) ve kuantum teorisi, gerçek dünyanın iki ve üç boyutlu yönlerini birleştirmeyi amaçlar. belirli karmaşık fenomenleri hesaplamaya ve anlamaya yardımcı olur. Sonuçlar, standart parçacık fiziği modeli ve genel görelilik teorisi ile evlenerek bizi tam bir çember haline getirebilir: bu holografik ikiliktir.

Michigan Üniversitesi bir basın açıklamasında şöyle açıklıyor:

Bunu tasavvur etmek için, muazzam kütlesi nedeniyle uzay-zamanı büken kara deliği tekrar düşünün. Üç boyutta var olan kara deliğin yerçekimi, üzerinde dans eden parçacıklara iki boyutta matematiksel olarak bağlanır. Bu nedenle, üç boyutlu bir uzayda bir kara delik vardır, ancak onu parçacıklar aracılığıyla yansıtılmış olarak görüyoruz. Bazı bilim adamları, tüm evrenimizin parçacıkların holografik bir izdüşümü olduğunu teorileştirir ve bu, tutarlı bir kuantum kütleçekim teorisine yol açabilir.

Bunu tasavvur etmek için, muazzam kütlesi nedeniyle uzay-zamanı büken kara deliği tekrar düşünün. Üç boyutta var olan kara deliğin yerçekimi, üzerinde dans eden parçacıklara iki boyutta matematiksel olarak bağlanır. Bu nedenle, üç boyutlu bir uzayda bir kara delik vardır, ancak onu parçacıklar aracılığıyla yansıtılmış olarak görüyoruz. Bazı bilim adamları, tüm evrenimizin parçacıkların holografik bir izdüşümü olduğunu teorileştirir ve bu, tutarlı bir kuantum kütleçekim teorisine yol açabilir.

Başka bir deyişle, her şey üç boyutluyken iyi koordine olmayan fikirler, kara delikler gibi şeyler iki boyutlu olarak hesaplandığında birlikte daha iyi çalışabilir. Bu, standart "parçacıkları" olmayan üç boyutlu bir kara deliği, parçacıklar kullanılarak ölçülebilen iki boyutlu bir fikre dönüştürebilir.

"Einstein'ın Genel Görelilik kuramında parçacık yoktur - sadece uzay-zaman vardır. Ve parçacık fiziğinin Standart Modelinde yerçekimi yok, sadece parçacıklar var, ”diyor Michigan Üniversitesi fizikçisi Enrico Rinaldi açıklamada. "İki farklı teoriyi birleştirmek, fizikte uzun süredir devam eden bir konudur - insanların geçen yüzyıldan beri yapmaya çalıştığı bir şey."

Sicim teorisi, bilim adamlarının evrenimizin iki farklı modelini birleştirmeye çalıştıkları bir yoldur. Sicim teorisinde, atomlar gibi parçacıklar tek boyutlu "sicimler" ile temsil edilir ve bunlar da büyük iki boyutlu matrisler halinde derlenir. (Bilim ve matematikte bir matris, n'ye n'lik bir sayı veya değer dizisidir.)

Parçaları bir araya getirdiğimizde, elimizde kara deliğin altında yatan yüzeyini tanımlayan iki boyutlu ağırlıklı değerler ızgarası var. Ve oradan bilim adamları, sayı ızgarasını başka herhangi bir şeyde yaptıkları gibi keşfetmek için matematiksel fikirleri kullanabilirler. Bu durumda, belirli bir matris modelinin en düşük enerji durumunu belirlemek için kübit adı verilen kuantum operatörlerini ve çalışan bir sinir ağını kullandılar.

Bilim adamları, bir tür kara deliğin içeride nasıl görünebileceğini tanımlayan matris modellerinin, bu özel kara deliklerin olay ufkunda ve ötesinde deyim yerindeyse "ışık" tutmasına yardımcı olacağını umuyorlar. “Bir kara delik için olay ufkunda ne var? Nereden geliyor? Bu soruları yanıtlamak, kuantum yerçekimi teorisini gerçekleştirmeye yönelik bir adım olacaktır” diye açıklıyor Rinaldi.

Kaynak: Popular Mechanics