Черные дыры обладают квантовыми свойствами
Новое исследование показывает, что черные дыры обладают свойствами, характерными для квантовых частиц, предполагая, что загадочные космические объекты могут быть одновременно маленькими и большими, тяжелыми и легкими, мертвыми и живыми, как легендарный кот Шредингера.
Новое исследование, основанное на компьютерном моделировании, направлено на поиск неуловимой связи между ошеломляющей искажающей время физикой сверхмассивных объектов, таких как черные дыры, и принципами, определяющими поведение мельчайших субатомных частиц.
Исследовательская группа разработала математическую структуру, которая поместила смоделированную квантовую частицу рядом с гигантской смоделированной черной дырой.
Моделирование показало, что черная дыра демонстрировала признаки квантовой суперпозиции, способность существовать сразу в нескольких состояниях — в данном случае быть одновременно и массивной, и совсем не массивной.
«Мы хотели увидеть, могут ли [черные дыры] иметь сильно разные массы в одно и то же время, и оказалось, что они имеют», — сказал в своем заявлении ведущий автор исследования Джошуа Фу, доктор философии в области теоретической физики в Университете Квинсленда.
«До сих пор мы глубоко не исследовали, демонстрируют ли черные дыры странное и чудесное поведение квантовой физики». Самый известный пример квантовой суперпозиции — легендарный кот Шрёдингера, мысленный эксперимент, разработанный физиком начала 20-го века Эрвином Шрёдингером для демонстрации некоторых ключевых проблем квантовой физики.
Согласно квантовым теориям, субатомные частицы существуют одновременно в нескольких состояниях, пока не взаимодействуют с внешним миром. Это взаимодействие, которое может быть простым актом измерения или наблюдения, переводит частицу в одно из возможных состояний.
Шредингер, получивший Нобелевскую премию по физике в 1933 году, намеревался провести эксперимент, чтобы продемонстрировать абсурдность квантовой теории, поскольку она предполагает, что кошка, запертая в ящике, может быть одновременно мертвой и живой, основываясь на случайном поведении атомов. , пока наблюдатель не нарушит суперпозицию.
Однако, как оказалось, если кот в коробке может быть мертв независимо от действий наблюдателя, то квантовая частица действительно может существовать в двойном состоянии. И новое исследование показывает, что черная дыра тоже.
Американский и израильский физик-теоретик Джейкоб Бекенштейн первым предположил, что черные дыры могут обладать квантовыми свойствами. Поскольку черная дыра определяется своей массой, ее квантовая суперпозиция должна означать, что эти странные гравитационные врата могут иметь несколько масс, попадающих в определенные соотношения.
«Наше моделирование показало, что эти наложенные массы на самом деле находились в определенных полосах или соотношениях — как и предсказывал Бекенштейн», — сказала соавтор исследования Магдалена Зич, физик из Университета Квинсленда и один из руководителей исследования. в заявлении.
«Мы не предполагали, что такая закономерность будет иметь место, поэтому тот факт, что мы нашли это доказательство, был довольно неожиданным». Не то чтобы мы приблизились к пониманию того, что происходит внутри черных дыр. Но что бы это ни было, оно, вероятно, даже более фантастично, чем мы могли себе представить.
