3D-szerű 2D

Einstein relativitáselmélete szerint a fekete lyukak háromdimenziósak, egyszerűek, kör alakúak és simák, amint azt a 2019-ben napvilágot látott első történelmi fotó is ábrázolja. Más szavakkal: a fekete lyukak olyan benyomást kelthetnek, hogy háromdimenziósak, ugyanúgy, mint a hologramok.

Egy új kutatás, mely a SISSA, az ICTP és az INFN közreműködésével zajlott, arra utal, hogy a fekete lyukak olyanok lehetnek, mint hologramok, amelyekben a háromdimenziós kép előállításához szükséges összes információt kétdimenziós felület kódolja.

A tudósok úgy jutottak erre a gondolatra, hogy egy holografikus elvnek nevezett, 30 éves ötlet felhasználásával tanulmányozták a fekete lyukakat.

A tudósok megjegyezték: „Ez a forradalmi és a józan ésszel kissé ellentétes jellegű elv azt sugallja, hogy a gravitáció viselkedése egy adott térrégióban egy másik rendszerrel is leírható, amely csak az adott régió szélső régióin működik, eggyel kevesebb dimenzióban, mint amennyi a szélén innen található. És ami még fontosabb, ebben az alternatív működési elvben (úgynevezett holografikus rendszer) a gravitáció nem jelenik meg jelentős mértékben. A holografikus elv lehetővé teszi a gravitáció leírását egy olyan nyelv használatával, amely nem tartalmaz gravitációt, elkerülve ezáltal az összeüközést a  kvantummechanika törvényeivel.”

Holografikus elv

A tudósok tehát alkalmazták a holografikus elv elméletét a fekete lyukakra, és ez megkönnyítette számukra rejtélyes termodinamikai tulajdonságaik megértését. "Ha arra koncentrálunk, hogy előre jelezzük, hogy ezek a testek nagy entrópiával rendelkeznek, és megfigyeljük őket a kvantummechanika szempontjából, akkor pontosan leírhatjuk őket, mint egy hologramot: két dimenziójuk van, amelyekben a gravitáció eltűnik, ennek ellenére egy tárgyat három dimenzióban reprodukálnak"- - írta Francesco Benini és Paolo Milan a SISSA tudósai.

A tudósok megjegyezték:

"Ez a tanulmány csak az első lépés a kozmikus testek és azon tulajdonságok mélyebb megértése felé, amelyek jellemzik őket, amikor a kvantummechanika kereszteződik az általános relativitáselmélettel" 

„Most minden felértékelődik, mert az asztrofizika megfigyelései hihetetlen fejlődésen mennek keresztül. Gondoljunk csak a gravitációs hullámok megfigyelésére a fekete lyukak összeolvadása után, mely a LIGO és a Virgo közötti együttműködés eredménye, vagy az Event Horizon Telescope által létrehozott rendkívüli fényképre egy fekete lyukról. Hamarosan megfigyelés útján tesztelhetjük a kvantitatív gravitációval kapcsolatos elméleti előrejelzéseinket, például a jelen kutatásban feltételezetteket. És ez tudományos szempontból rendkívüli lehet majd.”

(Forrás: Physical Review Képek: WF)