Forskere fra Princeton har skabt en unik mikrochip, der er i stand til at simulere rumtidsstrukturen inde i et sort hul eller et todimensionalt univers i miniature. De første resultater af eksperimenter med denne enhed blev præsenteret i tidsskriftet Nature.
”Almindelige computere kan i princippet ikke beregne opførsel af komplekse kvantematerialer og systemer. Vi forsøgte at oprette en enhed, der får naturen til at udføre disse beregninger for os. Denne chip giver os mulighed for at tænke over, hvordan vi kan 'opbygge' kvantemekanik i buede rum, «siger Alicia Kollar fra Princeton University (USA). Regelmæssige og supermassive sorte huller har en så stærk tyngdekraft, at de ikke kan overvindes uden at overskride lysets hastighed. Ingen genstande eller stråling kan flygte ud over påvirkningen af det sorte hul, der kaldes "begivenhedshorisonten". Hvad der sker ud over begivenhedshorisonten forbliver et mysterium og et emne af kontrovers blandt fysikere. De fleste forskere mener, at vi i princippet ikke kan se inde i et sort hul og studere dets struktur,da dette vil føre til ekstremt ubehagelige konsekvenser - i dette tilfælde vil vi ikke være i stand til at "forene" Einsteins relativitetsteori og kvantemekanik.
Ikke desto mindre findes sorte huller, og deres opførsel og eksistens skal forklares på en eller anden måde. Relativt for nylig begyndte fysikere at tro, at sorte huller faktisk ikke er tredimensionelle, men to-dimensionelle objekter, en slags kosmiske "hologrammer".
Denne teori og ligningerne, der beskriver den, blev fremsat i slutningen af 1990'erne af to velkendte kosmologer - Juan Maldasena fra Princeton University og Gerard 't Hooft fra Utrecht University.
De antydede, at rumtid i et sort hul ikke er "fladt" i naturen, som i det omgivende univers, men har en konstant negativ krumning. Kort sagt ligner det i geometri en sadel eller en omvendt kugle og er designet således, at dens "kant", den indre kant af begivenhedshorisonten, er lige så uendeligt langt fra ethvert punkt inde i det sorte hul.
Som Collard bemærker, blev testning af denne teori såvel som andre videnskabelige ideer, der bruger Lobachevsky-rum, kompliceret af det faktum, at opførelsen af partikler og andre objekter i et sådant rum næsten var umulig at beregne.
Forskere fra Princeton har løst dette problem ved at skabe den første slags "sort hulsimulator" ved hjælp af miniature-mikrobølgeneratorer samt en speciel chip, hvori mange stykker superledere blev indsat.
De spiller rollen som ikke ledninger, men bølgeledere, langs hvilke langsigtede partikler af lys genereret af mikrobølge kilder kan bevæge sig og indirekte interagere med hinanden. Disse interaktioner vil enten bremse bevægelsen af andre partikler eller påvirke dem på andre måder.
Collard og hendes kolleger fandt ud af, at hvis disse bølgeledere er lagt i et gitter, der ligner struktur er en honningkage, der består af fem, seks eller oktagoner, begynder fotonerne i dem at opføre sig som om de var inde i et sort hul eller et andet rum med negativ krumning.
Salgsfremmende video:
Sådanne chips, som forskere bemærker, vil hjælpe ikke kun med at afsløre mange hemmeligheder om sorte huller, herunder hvordan lignende objekter fordamper under påvirkning af Hawkings undersøgelse, men også fremskynde mange kvanteberegninger inden for kemi, fysik og andre videnskabelige områder.
Som fysikeren indrømmer er det nødvendigt at ændre driften af den aktuelle version af chippen, så fotonerne begynder at interagere mere aktivt med hinanden. Dette er et helt løseligt problem, som forskerne fra Princeton planlægger at løse i den nærmeste fremtid.
