Yeni bir teorik model, kara deliklerin entropisine ilişkin 50 yıllık bir bilmeceyi çözebilir. ABD, Belçika ve Arjantin'deki fizikçiler tarafından geliştirilen model, bir kara delik içindeki kuantum mikrodurumların sayısını saymak için kuantum mekaniği solucan delikleri kavramını kullanıyor. Ortaya çıkan sayımlar, Bekenstein-Hawking entropi formülü olarak adlandırılan formül tarafından yapılan tahminlerle uyumludur ve bu aşırı astrofiziksel nesnelerin daha derinlemesine anlaşılmasına yol açabilir.
Kara delik termodinamiği
Kara delikler, yoğun kütleçekimlerinin uzay-zamanı o kadar bükmesinden dolayı bu ismi alıyorlar ki, onlara girdikten sonra ışık bile kaçamıyor. Bu da içlerinde olup bitenleri doğrudan gözlemlemeyi imkansız hale getiriyor. Ancak 1970'li yıllarda Jacob Bekenstein ve Stephen Hawking tarafından yapılan teorik çalışmalar sayesinde kara deliklerin entropisinin olduğunu ve entropi miktarının kendi adlarını taşıyan bir formülle verildiğini biliyoruz.
Klasik termodinamikte entropi, mikroskobik kaos ve düzensizlikten kaynaklanır ve bir sistemdeki entropi miktarı, o sistemin makroskobik tanımıyla tutarlı olan mikrodurumların sayısıyla ilişkilidir. Kuantum nesneler için, mikro durumların kuantum süperpozisyonu da bir mikro durum olarak sayılır ve entropi, tüm kuantum mikro durumların bu tür süperpozisyonlardan oluşturulabileceği yolların sayısıyla ilgilidir.
Kara delik entropisinin nedenleri açık bir sorudur ve tamamen kuantum mekaniksel bir açıklama şu ana kadar bilim adamlarının gözünden kaçmıştır. 1990'ların ortalarında sicim teorisyenleri, bir kara deliğin kuantum mikro durumlarını saymanın, belirli kara delikler için Bekenstein-Hawking formülüne uygun bir yöntem geliştirdiler. Bununla birlikte, yöntemleri yalnızca ince ayarlanmış yüklere ve kütlelere sahip özel bir süpersimetrik kara delik sınıfı için geçerlidir. Yıldızların çökmesi sırasında oluşanlar da dahil olmak üzere kara deliklerin çoğu kapsanmıyor.
Ufkun ötesinde
Yeni çalışmada, hepsi ABD'deki Pennsylvania Üniversitesi, Brandeis Üniversitesi ve Santa Fe Enstitüsü'nden araştırmacılar, Belçika'daki Vrije Universiteit Brussel ve Arjantin'deki Instituto Balseiro'daki meslektaşlarıyla birlikte bir kara deliğin içine göz atmamıza olanak tanıyan bir yaklaşım geliştirdiler. iç mekan. Yazma Physical Review Letters, bir kara deliğin olay ufkunun - hiçbir ışığın kaçamayacağı sınır yüzeyinin - arkasında sonsuz sayıda olası mikrodurumun bulunduğunu belirtiyorlar. Kuantum etkileri nedeniyle, bu mikro durumlar, solucan delikleri olarak bilinen uzay-zamandaki tüneller yoluyla hafifçe örtüşebilir. Bu örtüşmeler, sonsuz mikro durumları sonlu temsili kuantum süperpozisyonları kümesi açısından tanımlamayı mümkün kılar. Bu temsili kuantum süperpozisyonları da sayılabilir ve Bekenstein-Hawking entropisiyle ilişkilendirilebilir.
Göre Vijay BalasubramanyanAraştırmayı yöneten Pennsylvania Üniversitesi'nden fizikçi ekibin yaklaşımı, herhangi bir kütle, elektrik yükü ve dönme hızına sahip kara delikler için geçerli. Bu nedenle kara delik termodinamiğinin mikroskobik kökenine ilişkin eksiksiz bir açıklama sunabilir. Onun görüşüne göre kara delik mikro durumları “kaotik dinamiklere sahip karmaşık kuantum durumlarının paradigmatik örnekleridir” ve ekibin sonuçları genel olarak bu tür sistemler hakkında nasıl düşündüğümüze dair dersler bile verebilir. Olası bir genişletme, kara delik mikro durumlarını ufkun dışından tespit etmek için ince kuantum etkilerini kullanmanın bir yolunu aramak olabilir.
Kuantum karmaşıklığı bir solucan deliği paradoksunu çözebilir
Juan MaldacenaBu çalışmaya dahil olmayan ABD'nin Princeton şehrindeki İleri Araştırma Enstitüsü'nden teorisyen, araştırmayı kara delik mikro durumlarına ilişkin ilginç bir bakış açısı olarak nitelendiriyor. Bunun, farklı süreçlerle hazırlanan kara delik saf durumlarının örtüşmesinin istatistiksel özelliklerinin hesaplanmasına dayandığını belirtiyor; Bu farklı durumlar arasındaki iç çarpım hesaplanamazken, solucan deliği katkıları yoluyla yerçekimi teorisi bunların örtüşmelerinin istatistiksel özelliklerini hesaplamayı mümkün kılar. Cevabın doğası gereği istatistiksel olduğunu ve 1977'de Hawking ve Gary Gibbons tarafından gerçekleştirilen başka bir kara delik entropisi hesaplamasıyla aynı ruhu taşıdığını, ancak olası mikro durumların daha canlı bir resmini sağladığını söylüyor.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/quantum-mechanical-wormholes-fill-gaps-in-black-hole-entropy/