Fotoğraf kredisi: NASA
Stephen Hawking ve Kip Thorne, John Preskill'e bir dizi ansiklopedi borçlu olabilir.
1997'de üç kozmolog, bir kara deliğe giren bilginin var olup olmadığını - yani bir kara deliğin iç kısmının ona giren parçacıkların özelliklerine göre değişip değişmediği konusunda ünlü bir bahis yaptı.
Hawking'in araştırması, parçacıkların hiçbir şekilde bir etkisi olmadığını ileri sürdü. Ancak teorisi kuantum mekaniğinin yasalarını ihlal etti ve? Bilgi paradoksu olarak bilinen bir çelişki yarattı.
Şimdi Ohio State Üniversitesi'ndeki fizikçiler, evrendeki tüm parçacıkların küçük titreşimli tellerden oluştuğunu tutan bir teori olan sicim teorisini kullanarak bir çözüm önermişlerdir.
Samir Mathur ve meslektaşları, bilginin varlığını sürdürdüğünü kuvvetle gösteren kapsamlı bir denklem dizisi türetmişlerdir - özünden yüzeyine bir kara deliği dolduran dev bir tel dizisine bağlanmıştır.
Bulgu, bilim adamlarının uzun süredir düşündüğü gibi kara deliklerin pürüzsüz, özelliksiz varlıklar olmadığını göstermektedir.
Bunun yerine, onlar? Fuzzballs.?
Ohio Eyaletinde fizik profesörü olan Mathur, Hawking ve Thorne'un Nükleer Fizik B dergisinin 1 Mart sayısında yayınlanan çalışmanın sonucundan özellikle şaşırmayacağından şüpheleniyor.
Bahislerinde Cambridge Üniversitesi'nde matematik profesörü Hawking ve Caltech'te teorik fizik profesörü Thorne, bir kara deliğe giren bilginin yok edildiğini iddia ederken, Caltech'te de teorik fizik profesörü Preskill ters görünüm. Bahisler bir dizi ansiklopediydi.
“Sanırım çoğu insan, dizi teorisi fikri 1995'te ön plana çıktığında bilginin yok olduğu fikrinden vazgeçti.” Dedi Mathur. Sadece, bilginin şimdiye kadar hayatta kaldığını hiç kimse kanıtlayamadı.
Kara deliklerin nasıl oluştuğunun klasik modelinde, dev bir yıldız gibi süper kütleli bir nesne, tekillik olarak adlandırılan çok küçük bir sonsuz yerçekimi noktası oluşturmak için çöker. Uzayda özel bir bölge tekillikle çevrelenir ve olay ufku olarak bilinen bölgenin sınırını aşan herhangi bir nesne asla geri dönmeyecek şekilde kara deliğe çekilir.
Teorik olarak, ışık bile bir kara delikten kaçamaz.
Olay ufkunun çapı, onu oluşturan nesnenin kütlesine bağlıdır. Örneğin, güneş bir tekilliğe çökerse, olay ufku yaklaşık 3 kilometre (1.9 mil) çapındadır. Eğer Dünya uygunsa, olay ufku sadece 1 santimetreyi (0.4 inç) ölçerdi.
Tekillik ve olay ufku arasındaki bölgede ne olduğuna gelince, fizikçiler kelimenin tam anlamıyla her zaman bir boşluk bıraktılar. Tekillik ne tür bir malzeme oluşturuyor olursa olsun, olay ufkunun içindeki alanın herhangi bir yapı veya ölçülebilir özellikten yoksun olması gerekiyordu.
Ve problem burada yatıyor.
Klasik teori ile ilgili sorun, karadelik yapmak için herhangi bir parçacık kombinasyonunu kullanabilmenizdir - protonlar, elektronlar, yıldızlar, gezegenler, her neyse - ve hiçbir fark yaratmaz. Kara delik yapmak için milyarlarca yol olmalı, ancak klasik modelde sistemin son durumu her zaman aynıdır ,? Dedi Mathur.
Bu tür bir tekdüzelik, tersinirliğin kuantum mekanik yasasını ihlal ettiğini açıkladı. Fizikçiler, kara delik yapan süreç de dahil olmak üzere, herhangi bir sürecin nihai ürününü, onu yaratan koşullara kadar izleyebilmelidir.
Tüm kara delikler aynı ise, o zaman hiçbir kara delik benzersiz başlangıcına kadar izlenemez ve onu oluşturan parçacıklar hakkında herhangi bir bilgi, delik oluştuğu anda sonsuza kadar kaybolur.
Şimdi kimse buna gerçekten inanmıyor, ama hiç kimse klasik argümanda yanlış bir şey bulamadı ,? Dedi Mathur. Şimdi neyin yanlış gittiğini önerebiliriz.
2000 yılında sicim kuramcıları, gelecek binyılda çözülecek ilk on fizik problemi listesinde sekiz numaralı bilgi paradoksunu seçtiler. Bu liste? Protonun ömrü nedir? ve? kuantum yerçekimi evrenin kökenini açıklamaya nasıl yardımcı olabilir?
Mathur, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde yardımcı doçent olduğunda bilgi paradoksu üzerinde çalışmaya başladı ve 2000 yılında Ohio State fakültesine katıldıktan sonra soruna tam zamanlı olarak saldırdı.
Doktora sonrası araştırmacı Oleg Lunin ile Mathur, basit telli devletler ile büyük klasik karadelikler arasında bulunan nesnelerin yapısını hesapladı. Küçük nesneler olmak yerine, büyük oldukları ortaya çıktı. Son zamanlarda, o ve iki doktora öğrencisi - Ashish Saxena ve Yogesh Srivastava - aynı? Fuzzball? klasik bir karadeliğe benzeyen nesneler için geçerli olmaya devam etti. Bu yeni sonuçlar Nükleer Fizik B'de ortaya çıkıyor.
Tel teorisine göre, evrenin tüm temel parçacıkları - protonlar, nötronlar ve elektronlar - farklı tel kombinasyonlarından yapılır. Ancak ipler kadar küçük olan Mathur, kesirli gerginlik adı verilen bir fenomenle büyük kara delikler oluşturabileceklerine inanıyor.
Teller gerilebilir, ancak her biri bir gitar teli gibi belirli miktarda gerginlik taşıyor. Kesirli gerginlikte, tel uzadıkça gerginlik azalır.
Mathur, uzun bir gitar telinin kısa bir gitar telinden koparılmasının daha kolay olduğu gibi, bir araya getirilen uzun bir kuantum mekanik tel telinin gerilmesinin tek bir telden daha kolay olduğunu söyledi.
Bu nedenle, çok sayıda ip bir araya geldiğinde, bir kara delik gibi çok büyük bir nesne için gerekli olan birçok parçacığı oluşturmak için olduğu gibi, birleştirilmiş ip topu çok esnektir ve geniş bir çapa genişler.
Ohio Eyalet fizikçileri, iplerden yapılmış bulanık bir kara deliğin çapı için formüllerini elde ettiklerinde, klasik model tarafından önerilen kara delik olay ufkunun çapıyla eşleştiğini buldular.
Mathur'un varsayımı, dizelerin kara deliğin içinde varlığını sürdürdüğünü ve dizelerin doğasının orijinal kaynak malzemeyi oluşturan parçacıklara bağlı olduğunu ileri sürdüğünden, her kara delik yıldız, gezegen veya galaksi kadar benzersizdir onu oluşturdu. Kara deliğe giren herhangi bir malzemeden gelen teller de izlenebilir olarak kalır.
Bu, bir kara deliğin orijinal koşullarına geri izlenebileceği ve bilginin hayatta kaldığı anlamına gelir.
Bu araştırma kısmen ABD Enerji Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.
Orijinal Kaynak: Ohio State Üniversitesi Haber Bülteni
