I kaotiske systemer kan selv et lille spring fremprovokere en kaskadevirkning, der påvirker det endelige resultat. Dette svarer til sommerfugleffekten, hvor selv en lille vingeklap kan føre til en orkan på den anden side af verden.
Teoretiske fysikere Douglas Stanford og Stephen Schenker har vist, at på kvante niveau udviser sorte huller kaotisk opførsel svarende til sommerfugleffekten. At foretage ændringer i et sort hul - selv så lille som at droppe en enkelt partikel i det - kan ændre dets adfærd.
Nøglen til at forstå dette kaos er, at sorte huller ikke er helt sorte. Rumgiganter udsender en svag tåge af partikler - resterne af par af virtuelle partikler, der konstant vises i hele rummet. Når dette sker ved et sort huls horisont, kan nogle af partiklerne undslippe og producere det, der i dag er kendt som Hawking-stråling. At studere det kaster lys over de kaotiske egenskaber ved sorte huller. Stanford og Schenker skrev om dette i et papir, der blev offentliggjort i Journal of High Energy Physics i 2014.
Forestil dig at kaste en elektron i et sort hul - en mindre ændring for en uhyrlig kæmpe. Denne lille ting ændrer imidlertid Hawking-strålingen, ligesom en sommerfugl klapper sine vinger og ændrer retning af en fjern båd.
Skematisk beskrivelse af Hawking-stråling.
Tilsætningen af en partikel øger massen af det sorte hul og udvider dens begivenhedshorisont - grænsen ud over hvilken intet kan komme ud. Hawking-stråling, der ellers ville være udsendt, forbliver fanget inde i det ekspanderende sorte hul. Hvad der lignede en mindre ændring, har vidtrækkende konsekvenser - rent kaos.
Stanford udvidede denne idé. Han, Schenker og Juan Maldacena fra Institute for Advanced Study offentliggjorde et papir i 2016 i Journal of High Energy Physics, hvor de teoretisk viste, at konsekvenserne af endda en lille ændring i et sort hul stiger så hurtigt som fysisk muligt. Denne stigning i konsekvenser gør sorte huller til det mest kaotiske system.
Ved at studere sammenhængen mellem små partikler og gigantiske sorte huller håber forskere at afsløre den indviklede konflikt mellem de vigtigste teorier i fysikken. Målet er at formulere en teori om kvantegravitation ved at kombinere kvantemekanik og generel relativitet. Deres inkonsekvens indikerer, at noget er forkert i kernen i hver teori. Stanfords nye ideer om sorte huller vil hjælpe forskere med at finde en løsning.
Salgsfremmende video:
”Han kan være en af de sjældne mennesker, der virkelig ændrer retning af videnskab,” siger Schenker. "Jeg kan ikke vente med at finde ud af, om jeg har ret eller forkert."
Vladimir Guillen