اخترشناسان برای اولین بار کشف کردند که چه چیزی درون سیاهچاله وجود دارد

درون سیاهچاله چه چیزی وجود دارد؟ این سوالی است که محققان سال‌هاست به دنبال پاسخ آن هستند و ظاهراً به آن جواب داده‌اند.

سیاهچاله‌ها می‌توانند یک هولوگرام باشند. در واقع کل جهان می‌تواند یک هولوگرام باشد. در هر صورت این ایده بخشی از مطالعه‌ای است که به تازگی در مجله PRX Quantum منتشر شده است. این مقاله نگاهی ژرف تر به آنچه درون سیاهچاله‌ها وجود دارد خواهد انداخت.

درون سیاهچاله ها چه خبر است؟

این مطالعه همچنین تلاشی برای درک بهتر ایده دوگانگی هولوگرافیکی خواهد بود. دوگانگی هولوگرافیکی فرضیه ریاضیاتی است که تلاش می‌کند تا نظریه ذرات و برهمکنش آنها را با نظریه گرانش به یکدیگر پیوند بزند. این ایده جذاب است هر چند که کمی عجیب و غریب به نظر می‌رسد.

اساساً فرضیه دوگانگی هولوگرافیکی فرض را بر این می‌گذارد که نظریه گرانش و نظریه ذرات با یکدیگر برابر هستند. (حداقل از نظر ریاضیاتی) بنابراین هر آنچه به لحاظ ریاضیاتی در نظریه گرانش اتفاق می‌افتد در نظریه ذرات نیز رخ خواهد داد. در بیشتر موارد هر دوی این نظریه‌ها ابعاد مختلفی را توصیف می‌کنند.

در هر صورت، گرانش سه بعد را توصیف می‌کند در حالی که نظریه ذرات تنها از دو بعد تشکیل می‌شود. پژوهشگران امیدوار هستند که بررسی این ایده بتواند به آنها در درک این نکته که چه چیزی درون سیاهچاله است، کمک کند. انریکو رینالدی (Enrico Rinaldi) یکی از محققان دانشگاه میشیگان روی این مطالعه جدید تمرکز کرده است. وی می‌گوید:

در نظریه نسبیت عام انیشتین ذرات جایی ندارند و فقط فضا-زمان وجود دارد. همچنین در مدل استاندارد فیزیک ذرات هیچ گرانشی وجود ندارد و این ذرات هستند که تنها وجود دارند. پیوند این دو نظریه مختلف از جمله مسائل دیرینه در فیزیک است. چیزی که از قرن گذشته محققان شروع به تلاش پیرامون آن کرده‌اند.

با اتصال و پیوند این دو نظریه به یکدیگر و بهره گیری از مدل‌های ماتریس کوانتومی، رینالدی و دیگر اعضای این مطالعه توانستند دوگانگی هولوگرافیک را کشف کنند. ایده آنها این بود که آنچه را درباره نظریه ذرات می‌دانیم با آنچه که درباره نظریه گرانش می‌دانیم، ترکیب کنیم.

برای شروع آنها از مدل‌های ماتریکسی استفاده کردند که از اعداد تشکیل می‌شد. این روش یک چارچوب استاندارد است که در رایانه‌های کوانتومی استفاده می‌شود؛ جایی که در آن نظریه ذرات توسط رشته‌های تک بعدی نشان داده می‌شود. اینها معمولا به پژوهشگران کمک می‌کند تا بتوانند حالت پایه و اصلی را پیدا کنند و رینالدی معتقد است که این مسئله از اهمیت بسیاری برخوردار است زیرا این اجازه را می‌دهد تا چیزها را از آن ایجاد کنید.

آنها با استفاده از روش‌ها و مدل‌هایی که در پیش گرفتند موفق شدند تا آنچه را که گرانش یا جاذبه درون سیاهچاله نامیده می‌شود، توصیف کنند.

آیا جهان واقعا یک هولوگرام است؟

هم بله و هم خیر. وقتی که فکر می‌کنید هولوگرام است، احتمالا به ارتباطات هولوگرافیکی فیلم‌های علمی تخیلی مانند جنگ ستارگان می‌اندیشید. با این حال در این مورد خاص آنچه رینالدی و همکاران نویسنده‌اش به آن اشاره می‌کنند، روش مواجهه داخل یک سیاهچاله با خارج آن است. چون داخل یک سیاهچاله نظریه گرانش را ملغی می‌کند، فضا را به صورت سه بعدی نمایش می‌دهد، همان‌طور که فضا-زمان از طریق آن حرکت می‌کند.

با این حال سیاهچاله در سطح خود به صورت دو بعدی دیده می‌شود و دید هولوگرافیکی به ما خواهد داد زیرا نمی‌توانیم سه بعدی آن را ببینیم. این موضوع به این دلیل است که نظریه ذرات در محیط دو بعدی کار نمی‌کند. به همین ترتیب عده‌ای معتقدند که دیگر نواحی کیهان نیز ممکن است به همین نحو عمل کنند. با این حال هیچ مدرکی دال بر اثبات این موضوع وجود ندارد.