Odkąd zostały po raz pierwszy zaobserwowane w 2015 r., fale grawitacyjne umożliwiły naukowcom wykrycie dużej liczby wcześniej niewidzianych czarnych dziur i obliczenie niektórych właściwości obiektów – takich jak ich masy i odległości od Ziemi. Ale para fizyków w Wielkiej Brytanii uważa, że powinno być możliwe znacznie lepsze działanie. Naukowcy argumentują w nowym artykule, że fale grawitacyjne mogą nam powiedzieć szczegółowo o tym, jak czarne dziury połykają obiekty w miarę ich wzrostu – i robiąc to, pomagają rozwiązać paradoks informacyjny wywołany przez promieniowanie Hawkinga.
Czarne dziury słyną z pożerania każdego obiektu, który przekroczy ich horyzonty zdarzeń. Jednocześnie uważa się, że nieustannie wyciekają energię w przestrzeń kosmiczną w postaci Promieniowanie Hawkinga. Zaproponowana przez Stephena Hawkinga w 1974 r. emisja ta jest promieniowaniem ciała doskonale czarnego, które powoduje kurczenie się czarnej dziury i ostatecznie znikanie. Jedyną nieprzypadkową cechą tych wyciekających fotonów jest ich energia, która jest określona przez masę czarnej dziury. Ta emisja prowadzi do paradoksu – czarna dziura straci wszystkie informacje, które kiedyś zawierała o przechwyconych obiektach, co jest sprzeczne z nieniszczeniem informacji zgodnie z mechaniką kwantową.
Fizycy zaproponowali wiele możliwych rozwiązań tej zagadki, z których większość obejmuje subtelne kodowanie informacji w promieniowaniu Hawkinga. Ale Ludwika Hamaide'a i Teo Torresa z King's College London uważają, że fale grawitacyjne mogą oferować bardziej naturalne wyjście. Odkryli, że prawie wszystkie informacje o każdym obiekcie wessanym do czarnej dziury można odzyskać, mierząc promieniowanie grawitacyjne wydzielane, gdy obiekt znika w zapomnieniu.
Jak dotąd obserwatoria LIGO–Virgo wykryły fale grawitacyjne z czarnych dziur. Są to interferometry laserowe wielkości kilometra, które wykrywają sygnały emitowane przez pary czarnych dziur, gdy nachodzą one na siebie spiralnie, a następnie łączą się. Te czarne dziury są tak masywne, że ich promieniowanie grawitacyjne jest wystarczająco silne, aby pozostać wykrywalnym po przebyciu milionów lat świetlnych w kierunku Ziemi.
Spadający obiekt
Zamiast tego w swoich nowych badaniach Hamaide i Torres biorą pod uwagę promieniowanie emitowane przez bardzo małe obiekty wpadające do czarnych dziur Schwarzschilda – są to czarne dziury, które nie obracają się i nie mają ładunku elektrycznego. Obliczenia duetu wykorzystują teorię perturbacji, która zasadniczo jest korektą właściwości czarnej dziury przez spadający obiekt. Takie podejście daje dokładne, analityczne wyrażenie emitowanego promieniowania – w przeciwieństwie do symulacji numerycznych i dopasowania krzywych potrzebnych do opracowania zachowania dwóch ciał o podobnych masach.
Pracując nad równaniami, naukowcy odkryli, że sygnatura pozostawiona przez spadający obiekt jest zaskakująco prosta. Podczas gdy masa czarnej dziury jest powiązana z częstotliwością fal grawitacyjnych, masa przechwyconego obiektu jest zakodowana w amplitudzie fal. Czas przechwycenia jest ujawniany na podstawie fazy promieniowania, podczas gdy jego trajektorię można ustalić, obserwując emisję z wielu punktów obserwacyjnych.
Hamaide utrzymuje, że te dane byłyby znacznie łatwiejsze do zebrania i zinterpretowania niż „bardzo rozproszone” informacje, które być może można uzyskać z promieniowania Hawkinga. „Widzimy, że informacje przychodzą w bardzo ładnych pakietach” – dodaje.
Jednak inni badacze są sceptyczni co do użyteczności tych sygnatur fal grawitacyjnych. Robert Mann z University of Waterloo w Kanadzie twierdzi, że liczy się nie informacja o obiektach wpadających do czarnej dziury po jej utworzeniu, ale wiedza o tym, co w ogóle stworzyło czarną dziurę. Mówi również, że autorzy twierdzą, że czarna dziura jest „w zasadzie otwartym układem kwantowym”, ale zauważa, że przeprowadzają bardzo mało analizy kwantowej, a nawet półklasycznej.
Deficyt kwantowy
Hamaide i Torres przyznają, że sygnatury są całkowicie klasyczne, podczas gdy pełny opis obiektu byłby kwantowo-mechaniczny – w postaci jego funkcji falowej. Obliczają, że klasyczne informacje stanowiłyby znacznie ponad 99.9% całości, ale wskazują, że tylko 100% wystarczy, jeśli chodzi o całkowite rozwiązanie paradoksu informacyjnego. Innymi słowy, mówią, bez względu na to, jak dokładne są pomiary, ich analiza nigdy nie odzyska wszystkich informacji z czarnej dziury.
W rzeczywistości, Vitora Cardoso z Uniwersytetu w Lizbonie w Portugalii i Instytutu Nielsa Bohra w Kopenhadze argumentuje, że nie we wszystkich przypadkach byłoby możliwe zmierzenie klasycznej informacji – biorąc pod uwagę, że zapadanie się materii z pełną symetrią sferyczną nie generowałoby fal grawitacyjnych. Cardoso wątpi również, czy można by wykonać jakiekolwiek praktyczne pomiary – biorąc pod uwagę to, co mówi, potrzeba wielu nieskończenie czułych detektorów otaczających źródło.
Jorge Pullina z Louisiana State University w USA również sceptycznie odnosi się do praktycznej użyteczności najnowszej pracy, chwaląc jednocześnie „interesujące uwagi dotyczące wyszukiwania informacji” autorów. Zauważa, że obecne obserwacje fal grawitacyjnych mają trudności z ustaleniem masy i spinu zderzających się obiektów (w tym znaku tego ostatniego). – W najbliższej przyszłości raczej się to nie zmieni – dodaje.
Hamaide przyznaje, że maleńkie sygnały z układu pertubacyjnego, który rozważali, nie mogły zostać odebrane przez żaden istniejący lub planowany detektor. Mimo to twierdzi, że jest jeden aspekt ich pracy, który powinien zapewnić komfort dzisiejszym astrofizykom. Faktem jest, że wyklucza to teoretyczną możliwość (znaną jako degeneracja), że w miarę jak detektory fal grawitacyjnych stają się bardziej czułe, trudniej (nie mniej) będzie nakierować się na określone wartości mas czarnych dziur i innych właściwości. „To się nie stanie”, mówi.
Badania opisano w Grawitacja klasyczna i kwantowa.
- Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
- Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
- Źródło: https://physicsworld.com/a/gravitational-waves-could-reveal-hidden-histories-of-black-holes/
- :Jest
- $W GÓRĘ
- a
- O nas
- AC
- Konto
- dokładny
- uznać
- Dodaje
- Po
- Wszystkie kategorie
- analiza
- Analityczny
- i
- Inne
- podejście
- SĄ
- argumentować
- Argumentuje
- artystyczny
- AS
- aspekt
- At
- Autorzy
- BE
- stają się
- jest
- Ulepsz Swój
- Czarny
- Black Hole
- czarne dziury
- przyniósł
- by
- obliczać
- Obliczenia
- CAN
- Kanada
- zdobyć
- nieść
- Etui
- Przyczyny
- zmiana
- opłata
- łączyć
- zbierać
- Studentki
- komfort
- przyjście
- kompletny
- całkowicie
- Rozważać
- za
- bez przerwy
- kontrast
- mógłby
- stworzony
- Aktualny
- krzywa
- dane
- opisane
- opis
- detal
- wykryte
- ustalona
- trudny
- znikać
- robi
- Wątpliwości
- Ziemia
- łatwiej
- emisja
- włączony
- energia
- dość
- całkowicie
- równania
- istotnie
- Parzyste
- wydarzenie
- ostatecznie
- Przede wszystkim system został opracowany
- Wykorzystać
- Falling
- sławny
- Cecha
- i terminów, a
- dopasowywanie
- W razie zamówieenia projektu
- Nasz formularz
- utworzony
- Naprzód
- znaleziono
- Częstotliwość
- od
- przyszłość
- Generować
- dany
- grawitacyjny
- Fale grawitacyjne
- Rosnąć
- zdarzyć
- Have
- pomoc
- Ukryty
- Otwór
- Dziury
- Strona główna
- Horyzonty
- W jaki sposób
- HTTPS
- obraz
- in
- W innych
- Włącznie z
- Informacja
- zamiast
- Instytut
- problem
- IT
- JEGO
- jpg
- wiedza
- znany
- duży
- laser
- firmy
- Wyprowadzenia
- przeciec
- Prawdopodobnie
- Lizbona
- mało
- Londyn
- stracić
- Louisiana
- zrobiony
- utrzymuje
- robić
- Masa
- Masy
- masywny
- Materia
- Matters
- Maksymalna szerokość
- zmierzyć
- Pomiary
- zmierzenie
- mechanika
- miliony
- jeszcze
- większość
- wielokrotność
- Naturalny
- Blisko
- Potrzebować
- Nowości
- Uwagi
- z naszej
- liczny
- przedmiot
- obiekty
- of
- oferta
- on
- ONE
- koncepcja
- Inne
- Pakiety
- par
- Papier
- Paradoks
- może
- faza
- Fotony
- PHP
- doborowy
- Miejsce
- planowany
- plato
- Analiza danych Platona
- PlatoDane
- punkt
- zwrotnica
- Portugalia
- możliwość
- możliwy
- Praktyczny
- poprzednio
- niska zabudowa
- zaproponowane
- położyć
- puzzle
- Kwant
- Mechanika kwantowa
- Recover
- pozostawać
- Badania naukowe
- Badania wskazują,
- Badacze
- rozwiązywanie
- ujawniać
- Ujawnił
- reguły
- taki sam
- mówią
- Naukowcy
- widzenie
- wrażliwy
- powinien
- znak
- Sygnały
- Podpisy
- podobny
- Prosty
- mały
- So
- Rozwiązania
- kilka
- Źródło
- Typ przestrzeni
- specyficzny
- Spin
- rozpiętość
- Stan
- Stephen
- Nadal
- silny
- Walka
- taki
- Wskazuje
- otaczający
- system
- że
- Połączenia
- Informacje
- Źródło
- UK
- ich
- teoretyczny
- Te
- myśl
- Przez
- miniatur
- Związany
- czas
- wyczucie czasu
- do
- dzisiaj
- także
- Kwota produktów:
- trajektoria
- Uk
- uniwersytet
- us
- użyteczność
- Wartości
- przez
- fala
- fale
- Droga..
- DOBRZE
- Co
- który
- Podczas
- będzie
- w
- w ciągu
- słowa
- Praca
- odrobić
- pracował
- by
- plony
- zefirnet