بیگ بنگ: دانشمندان نظریه «اصل هولوگرافیک» را در خصوص سیاهچاله‌ها به کار بردند. با این روش، ویژگی‌های ترمودینامیک اسرارآمیز سیاهچاله‌ها قابل فهم‌تر شده است، چرا که تمرکز اصلی روی این پیش‌بینی معطوف می‌شود که این اجرام غول‌پیکر آنتروپی بالایی دارند و می‌توان آنها را از منظر مکانیک کوانتومی بررسی کرد. پس امکان توصیف‌شان به مانند یک هولوگرام فراهم می‌آید. آنها دو بعد دارند که گرانش در آن ناپدید می‌شود، اما جرمی را در سه بعد تکثیر می‌کنند.

به گزارش بیگ بنگ، بر اساس تحقیقات جدید SISSA، ICTP و INFN، سیاهچاله‌ها می‌توانند مثل هولوگرام باشند. لذا این اجرام بزرگ کیهانی به شدت پیچیده‌اند و اطلاعات بسیار عظیمی را درون خود جای داده‌اند. این ایده با نظریه نسبییت آلبرت اینشتین نیز سازگاری دارد. بر اساس نظریۀ وی، اینشتین سیاه‌چاله‌ها را به عنوان اجرام کروی، ساده و سه بعدی توصیف می‌کند و ما شاهد این توصیف دقیق در عکس پارسال بودیم. به طور خلاصه، سیاهچاله‌ها مثل هولوگرام، اما سه بُعدی به نظر آیند.

راز سیاهچاله‌ها

از دید دانشمندان، سیاهچاله‌ها بنا به دلایل گوناگون یک علامت سوال بزرگ هستند. برای مثال، سیاهچاله‌ها به خوبی دشواری‌های فیزیک نظری را در پیوند اصول نظریه نسبیت عام اینشتین و اصول فیزیک کوانتومی نشان می‌دهند، به ویژه اگر بحث ِ “گرانش” در میان باشد. بر اساس نظریه اول، سیاهچاله‌ها اجرام سماوی ساده‌ای بدون اطلاعات هستند. بر اساس نظریه دوم، همان‌طور که “یاکوب بکنشتاین” و “استیون هاوکینگ” مدعی شدند، سیاهچاله‌ها پیچیده‌ترین سیستم‌های موجود به شمار می‌روند زیرا آنتروپی بسیار زیادی دارند. آنتروپی پیچیدگی سیستم را اندازه می‌گیرد. متعاقباً، سیاهچاله‌ها “اطلاعات” زیادی را درون خود جای داده‌اند.

بکارگیری اصل هولوگرافیک در سیاهچاله‌ها

دو نویسنده اصلی مقاله به نام‌های “فرانچسکو بنینی” و “پائولو میلان” برای مطالعه سیاهچاله‌ها از ایده‌ای استفاده کردند که قدمت آن به 30 سال پیش باز می‌گردد؛  این ایدۀ جالب «اصل هولوگرافیک» نام دارد. به گفتۀ محققان: «این اصل تحول‌برانگیز و مهم نشان می‌دهد که رفتار گرانش در منطقۀ مشخصی از فضا می‌تواند از منظر سیستم‌های مختلف توصیف شود؛ این سیستم‌ها تنها در امتداد لبه حضور دارند و لذا یک بُعد را در بر می‌گیرند. نکته مهم‌تر این است که در این توصیف آلترناتیو، “گرانش” صراحتاً نمایان نمی‌شود. به عبارت دیگر، اصل هولوگرافیک این امکان را به ما می‌دهد تا گرانش را با استفاده از زبانی توصیف کنیم که حاوی گرانش نیست؛ لذا از اصطکاک صرف‌نظر می‌شود.»

“بنینی” و “میلان” نظریه اصل هولوگرافیک را در خصوص سیاهچاله‌ها به کار بستند. بدین ترتیب، ویژگی‌های ترمودینامیک رازآلود آنها برای ما قابل فهم‌تر شده است. و می‌توان آنها را از منظر مکانیک کوانتومی بررسی کرد. پس امکان توصیف‌شان به مانند یک هولوگرام فراهم می‌آید. آنها دو بُعد دارند که گرانش در آن ناپدید می‌شود، اما جرمی را در سه بُعد تکثیر می‌کنند.

از نظریه تا مشاهده

دو دانشمند در پایان گفتند: «این مطالعه گام نخست برای رسیدن به درکی عمیق از این اجرام کیهانی و ویژگی‌های منحصربفرد آنهاست. قضیه زمانی جالب می‌شود که این اجرام بزرگ کیهانی در صورت ادغام مکانیک کوانتومی با نظریه نسبیت بررسی شوند. مشاهداتی که اکنون در حوزۀ اخترفیزیک رخ می‌دهد، با پیشرفت قابل توجهی همراه گردیده است. برای مثال، مشاهدۀ “امواج گرانشی” را در نظر بگیرید که چه جنجالی به پا کرد. البته این مشاهدات یقیناً نویدبخش هستند. نخستین عکس از “سیاهچاله” را هم فراموش نکنید که با تلسکوپ افق رویداد تهیه شد. ما امیدواریم در آینده پیش‌بینی‌های نظری‌مان را در ارتباط با “گرانش کوانتومی” آزمایش کنیم.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review X منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: scitechdaily.com