كشفت دراسة جديدة أن الثقوب السوداء لها خصائص مميزة للجسيمات الكمومية ، مما يشير إلى أن الأجسام الكونية المحيرة يمكن أن تكون صغيرة وكبيرة ، ثقيلة وخفيفة ، أو ميتة وحيّة ، تمامًا مثل قط شرودنغر الأسطوري.
تهدف الدراسة الجديدة ، القائمة على نمذجة الكمبيوتر ، إلى إيجاد الرابط المراوغ بين الفيزياء المحيرة للعقل التي تشوه الزمن للأشياء فائقة الكتلة مثل الثقوب السوداء والمبادئ التي توجه سلوك أصغر الجسيمات دون الذرية.
طور فريق الدراسة إطارًا رياضيًا يضع محاكاة الجسيمات الكمومية خارج ثقب أسود محاكى عملاق. كشفت المحاكاة أن الثقب الأسود أظهر علامات تراكب كمي ، والقدرة على الوجود في حالات متعددة في وقت واحد – في هذه الحالة ، أن تكون ضخمة وليست ضخمة على الإطلاق.
متعلق ب: هل نعيش في عالم الكم؟
“أردنا أن نرى ما إذا كان [black holes] قال المؤلف الرئيسي للدراسة جوشوا فو ، باحث دكتوراه في الفيزياء النظرية في جامعة كوينزلاند ، في بيان صحفي: “يمكن أن يكون لها كتل مختلفة تمامًا في نفس الوقت ، وقد اتضح أنها كذلك”. بيان (يفتح في علامة تبويب جديدة). “حتى الآن ، لم ندرس بعمق ما إذا كانت الثقوب السوداء تعرض بعض السلوكيات الغريبة والرائعة لفيزياء الكم.”
أفضل مثال معروف على التراكب الكمي هو قط شرودنغر الأسطوري ، وهي تجربة فكرية صممها عالم الفيزياء في أوائل القرن العشرين إروين شرودنغر لإثبات بعض المشكلات الرئيسية في فيزياء الكم. وفقًا لنظريات الكم ، توجد الجسيمات دون الذرية في حالات متعددة في وقت واحد حتى تتفاعل مع العالم الخارجي. هذا التفاعل ، الذي يمكن أن يكون حقيقة بسيطة للقياس أو الملاحظة ، يُسقط الجسيم في إحدى الحالات الممكنة.
أراد شرودنجر ، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1933 ، أن تثبت التجربة عبثية نظرية الكم ، حيث إنها توحي بأن القطة المحبوسة في صندوق يمكن أن تكون ميتة وحية على حد سواء اعتمادًا على عشوائية سلوك الذرات. ، حتى يكسر المراقب التداخل.
ومع ذلك ، في حين ثبت أن قطة في صندوق يمكن أن تكون ميتة بغض النظر عن تصرفات المراقب ، يمكن للجسيم الكمي أن يوجد بالفعل في حالة مزدوجة. وتشير الدراسة الجديدة إلى أن الثقب الأسود يفعل الشيء نفسه.
كان عالم الفيزياء النظرية الأمريكي الإسرائيلي جاكوب بيكنشتاين أول من افترض أن الثقوب السوداء قد يكون لها خصائص كمومية. نظرًا لأن الثقب الأسود يتم تعريفه من خلال كتلته ، فإن تراكب الكم الخاص به يجب أن يعني أن بوابة الجاذبية الغريبة هذه يمكن أن تحتوي على كتل متعددة بنسب معينة.
قالت ماغدالينا زيش ، الباحثة المشاركة في الدراسة ، والفيزيائية في جامعة كوينزلاند والمؤلفة المشاركة ، مشرفة البحث: “أظهرت نماذجنا أن هذه الكتل المتراكبة كانت ، في الواقع ، في نطاقات معينة أو نسب محددة – كما تنبأ بيكنشتاين”. في البيان. “لم نفترض مثل هذا النمط ، لذا فإن حقيقة أننا وجدنا هذا الدليل كانت مفاجئة للغاية.”
لا يعني ذلك أننا أقرب إلى فهم ما يحدث داخل الثقوب السوداء. ولكن مهما كان الأمر ، فمن المحتمل أن يكون أكثر روعة مما يمكن أن نتخيله.
ال دراسة جديدة (يفتح في علامة تبويب جديدة) تم نشره على الإنترنت في مجلة Physical Review Letters الجمعة 28 أكتوبر.
تابع تيريزا بولتاروفا على تويتر تضمين التغريدة (يفتح في علامة تبويب جديدة). تابعنا على تويتر تضمين التغريدة (يفتح في علامة تبويب جديدة) و على الفيسبوك (يفتح في علامة تبويب جديدة).
