Οι φυσικοί ανακάλυψαν μια περίεργη συστροφή στον χωροχρόνο που μπορεί να προσομοιώσει τις μαύρες τρύπες – μέχρι να πλησιάσουν πολύ. Γνωστά ως «τοπολογικά σολίτονα», αυτά τα θεωρητικά ελαττώματα στον ιστό του χωροχρόνου είναι γνωστά σε όλο το σύμπαν – και η εύρεση τους θα μπορούσε να προωθήσει την κατανόησή μας για την κβαντική φυσική, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 25 Απριλίου στο περιοδικό Science. φυσική αναθεώρηση δ.
μαύρες τρύπες Είναι ίσως το πιο απογοητευτικό πράγμα που έχει ανακαλυφθεί ποτέ στην επιστήμη. Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν προβλέπει την ύπαρξή τους και οι αστρονόμοι γνωρίζουν πώς σχηματίζονται: Το μόνο που χρειάζεται είναι ένα τεράστιο αστέρι να καταρρεύσει υπό το βάρος του. Χωρίς καμία άλλη διαθέσιμη δύναμη για να του αντισταθεί, η βαρύτητα συνεχίζει να έλκεται έως ότου όλο το υλικό του αστεριού συμπιεστεί σε ένα πολύ μικρό σημείο, γνωστό ως ιδιομορφία. Γύρω από αυτή τη μοναδικότητα βρίσκεται ο ορίζοντας γεγονότων, ένα αόρατο όριο που σηματοδοτεί την άκρη της μαύρης τρύπας. Οτιδήποτε διασχίζει τον ορίζοντα γεγονότων δεν μπορεί να βγει.
Αλλά το κύριο πρόβλημα με αυτό είναι ότι σημεία άπειρης πυκνότητας δεν μπορούν πραγματικά να υπάρχουν. Έτσι, ενώ η γενική σχετικότητα προβλέπει την ύπαρξη μαύρων τρυπών, και βρίσκουμε πολλά αστρονομικά αντικείμενα που συμπεριφέρονται ακριβώς όπως προέβλεπε η θεωρία του Αϊνστάιν, γνωρίζουμε ότι δεν έχουμε ακόμα την πλήρη εικόνα. Ξέρουμε ότι η μοναδικότητα πρέπει να αντικατασταθεί από κάτι πιο λογικό, αλλά δεν ξέρουμε τι είναι αυτό.
Σχετίζεται με: Είναι οι μαύρες τρύπες σκουληκότρυπες;
Η εύρεση αυτού απαιτεί μια κατανόηση της βαρύτητας που είναι εξαιρετικά ισχυρή σε πολύ μικρές κλίμακες – κάτι που ονομάζεται κβαντική βαρύτητα. Μέχρι στιγμής, δεν έχουμε μια εφαρμόσιμη κβαντική θεωρία της βαρύτητας, αλλά έχουμε αρκετούς υποψηφίους. Ένας από αυτούς τους υποψηφίους είναι θεωρία χορδώνένα μοντέλο που υποδηλώνει ότι όλα τα σωματίδια που αποτελούν το σύμπαν μας είναι πραγματικά φτιαγμένα από μικροσκοπικές, δονούμενες χορδές.
Για να εξηγήσουμε τη μεγάλη ποικιλία των σωματιδίων που κατοικούν στο σύμπαν μας, αυτές οι χορδές δεν μπορούν απλώς να δονούνται στις συνήθεις τρεις χωρικές διαστάσεις. Η θεωρία χορδών προβλέπει την ύπαρξη πρόσθετων διαστάσεων, όλες κουλουριασμένες πάνω τους σε μια απίστευτα μικρή κλίμακα — τόσο μικρές που δεν μπορούμε καν να γνωρίζουμε ότι υπάρχουν.
Και αυτή η πράξη της συσσώρευσης πρόσθετων χωρικών διαστάσεων σε πολύ λεπτές κλίμακες μπορεί να οδηγήσει σε πολύ ενδιαφέροντα πράγματα.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές πρότειναν ότι αυτές οι επιπλέον συμπαγείς διαστάσεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ελαττώματα. Όπως οι ρυτίδες που δεν μπορείτε να βγάλετε από το πουκάμισό σας όσο και να το σιδερώσετε, αυτές οι ατέλειες θα είναι αμετάβλητες, μόνιμα ελαττώματα στη δομή του χωροχρόνου – ένα τοπολογικό σολιτόνιο. Οι φυσικοί έχουν προτείνει ότι αυτά τα selton θα έμοιαζαν, θα δρούσαν και πιθανώς θα μυρίζουν πολύ σαν μαύρες τρύπες.
Οι ερευνητές μελέτησαν πώς θα συμπεριφέρονταν οι ακτίνες φωτός όταν περνούσαν κοντά σε ένα από αυτά τα σολίτονα. Βρήκαν ότι τα σολιτόνια θα επηρεάσουν το φως με τον ίδιο τρόπο που θα επηρεάσει μια μαύρη τρύπα. Το φως κάμπτεται γύρω από τα σολίτονα και σχηματίζει σταθερούς τροχιακούς δακτυλίους και τα σολίτονα ρίχνουν σκιές. Με άλλα λόγια, το Διάσημες εικόνες από το τηλεσκόπιο Event Horizonμε μεγέθυνση στη μαύρη τρύπα M87* το 2019, θα έμοιαζε σχεδόν το ίδιο αν ήταν ένα selton στο κέντρο της εικόνας και όχι μια μαύρη τρύπα.
Σύντομα όμως, η παράδοση θα τελειώσει. Τα τοπολογικά σολίτονα δεν είναι μοναδικότητες, επομένως δεν έχουν ορίζοντες γεγονότων. Μπορείτε να πλησιάσετε όσο θέλετε στο soliton και μπορείτε πάντα να φύγετε αν θέλετε (υποθέτοντας ότι έχετε συσκευάσει αρκετά καύσιμα).
Δυστυχώς, δεν έχουμε μαύρες τρύπες αρκετά κοντά για να τις σκάψουμε και έτσι μπορούμε να βασιστούμε μόνο σε παρατηρήσεις μακρινών αντικειμένων. Εάν ποτέ ανακαλυφθούν τοπολογικά σολίτονα, όχι μόνο η ανακάλυψη θα είναι μια εικόνα για τη φύση της βαρύτητας, αλλά θα μας επιτρέψει να μελετήσουμε άμεσα τη φύση της κβαντικής βαρύτητας και τη θεωρία χορδών επίσης.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”