Нова теоретична модель може вирішити 50-річну головоломку про ентропію чорних дір. Модель, розроблена фізиками зі США, Бельгії та Аргентини, використовує концепцію квантово-механічних червоточин для підрахунку кількості квантових мікростанів у чорній дірі. Отримані підрахунки узгоджуються з прогнозами, зробленими за так званою формулою ентропії Бекенштейна-Гокінга, і можуть привести до глибшого розуміння цих екстремальних астрофізичних об’єктів.
Термодинаміка чорної діри
Свою назву чорні діри отримали через те, що їх інтенсивна гравітація настільки спотворює простір-час, що навіть світло не може вийти з них після того, як увійде в них. Це унеможливлює безпосереднє спостереження за тим, що відбувається всередині них. Однак завдяки теоретичній роботі, проведеній Джейкобом Бекенштейном і Стівеном Гокінгом у 1970-х роках, ми знаємо, що чорні діри мають ентропію, а кількість ентропії визначається формулою, яка носить їх імена.
У класичній термодинаміці ентропія виникає внаслідок мікроскопічного хаосу та безладу, а кількість ентропії в системі пов’язана з кількістю мікростанів, які відповідають макроскопічному опису цієї системи. Для квантових об’єктів квантова суперпозиція мікростанів також вважається мікростаном, а ентропія пов’язана з кількістю способів, якими всі квантові мікростани можуть бути побудовані з таких суперпозицій.
Причини ентропії чорної діри є відкритим питанням, і чисто квантово-механічний опис досі вислизає від вчених. У середині 1990-х теоретики струн вивели спосіб підрахунку квантових мікростанів чорної діри, який узгоджується з формулою Бекенштейна-Гокінга для певних чорних дір. Однак їхні методи застосовуються лише до спеціального класу суперсиметричних чорних дір із точно налаштованими зарядами та масами. Більшість чорних дір, включно з тими, що утворюються під час колапсу зірок, не покриті.
За горизонтом
У новій роботі дослідники з Університету Пенсільванії, Університету Брандейса та Інституту Санта-Фе зі США разом із колегами з бельгійського Vrije Universiteit Brussel та аргентинського Instituto Balseiro розробили підхід, який дозволяє нам зазирнути всередину чорної діри. інтер'єр. Написання в Physical Review Letters,, вони зазначають, що нескінченна кількість можливих мікростанів існує за горизонтом подій чорної діри – граничною поверхнею, з якої не може вийти світло. Завдяки квантовим ефектам ці мікростани можуть трохи перекриватися через тунелі в просторі-часі, відомі як червоточини. Ці перекриття дозволяють описати нескінченні мікростани в термінах кінцевого набору репрезентативних квантових суперпозицій. Ці репрезентативні квантові суперпозиції, у свою чергу, можна порахувати та пов’язати з ентропією Бекенштейна-Хокінга.
За оцінками Віджай Баласубраманян, фізик з Університету Пенсільванії, який керував дослідженнями, підхід команди застосовується до чорних дір будь-якої маси, електричного заряду та швидкості обертання. Таким чином, він може запропонувати повне пояснення мікроскопічного походження термодинаміки чорної діри. На його думку, мікростани чорної діри є «парадигмальними прикладами складних квантових станів із хаотичною динамікою», і результати команди можуть навіть стати уроком для того, як ми думаємо про такі системи в цілому. Одним із можливих розширень був би пошук способу використання тонких квантових ефектів для виявлення мікростанів чорної діри за межами горизонту.
Квантова складність може вирішити парадокс червоточини
Хуан Мальдасена, теоретик з Інституту перспективних досліджень у Прінстоні, США, який не брав участі в цьому дослідженні, називає дослідження цікавим поглядом на мікростани чорної діри. Він зазначає, що він заснований на обчисленні статистичних властивостей перекривання чистих станів чорної діри, отриманих за допомогою різних процесів; Хоча неможливо обчислити внутрішній добуток між цими різними станами, теорія гравітації, через внески червоточини, дає змогу обчислити статистичні властивості їхнього перекриття. Відповідь, за його словами, є статистичною за своєю природою і в тому ж дусі, що й інше обчислення ентропії чорної діри, виконане Гокінгом і Гері Гіббонсом у 1977 році, але воно дає більш яскраву картину можливих мікростанів.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://physicsworld.com/a/quantum-mechanical-wormholes-fill-gaps-in-black-hole-entropy/
- : має
- :є
- : ні
- a
- МЕНЮ
- просунутий
- після
- погоджується
- ВСІ
- дозволяє
- Також
- кількість
- an
- та
- Інший
- відповідь
- будь-який
- застосовується
- Застосовувати
- підхід
- ЕСТЬ
- Argentina
- виникає
- художник
- AS
- At
- заснований
- BE
- ведмеді
- оскільки
- за
- Бельгія
- між
- Black
- Чорна діра
- чорних дір
- межа
- побудований
- але
- by
- Виклики
- CAN
- не може
- Причини
- певний
- хаос
- заряд
- вантажі
- клас
- колапс
- колеги
- повний
- комплекс
- складність
- обчислення
- обчислення
- обчислення
- концепція
- послідовний
- містить
- внески
- може
- вважати
- підрахунок
- покритий
- глибше
- Отриманий
- описувати
- description
- виявляти
- розвиненою
- різний
- безпосередньо
- розлад
- зроблений
- два
- ефекти
- електричний
- ухилявся
- вхід
- бігти
- Навіть
- Event
- Приклади
- існує
- пояснення
- висловлюючи
- розширення
- екстремальний
- далеко
- заповнювати
- для
- формула
- від
- прогалини
- Gary
- Загальне
- отримати
- даний
- йде
- вага
- Мати
- he
- його
- тримати
- Hole
- Отвори
- горизонт
- Як
- Однак
- HTTPS
- неможливе
- in
- У тому числі
- Нескінченний
- інформація
- внутрішній
- всередині
- Інститут
- інтенсивний
- цікавий
- інтер'єр
- залучений
- питання
- IT
- Джекоб
- JPG
- Знати
- відомий
- вести
- Led
- Уроки
- світло
- made
- зробити
- РОБОТИ
- Маса
- маси
- Матерія
- макс-ширина
- Може..
- механічний
- методика
- мікроскопічний
- модель
- більше
- найбільш
- багато
- ім'я
- Імена
- природа
- Нові
- немає
- увагу
- примітки
- номер
- об'єкти
- спостерігати
- of
- пропонувати
- on
- ONE
- тільки
- відкрити
- походження
- з
- поза
- перекриття
- Пенсільванія
- виконується
- перспектива
- фізик
- Фізика
- Світ фізики
- картина
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- це можливо
- Прогнози
- підготовлений
- Princeton
- процеси
- Вироблений
- Product
- властивості
- забезпечує
- чистий
- суто
- головоломка
- Квантовий
- квантові об'єкти
- квантова суперпозиція
- питання
- пов'язаний
- подання
- представник
- дослідження
- Дослідники
- в результаті
- результати
- огляд
- s
- то ж
- Санта
- говорить
- Вчені
- Пошук
- комплект
- So
- так далеко
- ВИРІШИТИ
- спеціальний
- швидкість
- спіральний
- дух
- Зірки
- Штати
- статистичний
- Стівен
- рядок
- Вивчення
- такі
- суперпозиція
- поверхню
- оточений
- система
- Systems
- terms
- Дякую
- Що
- Команда
- їх
- Їх
- теоретичний
- теорія
- отже
- Ці
- думати
- це
- ті
- через
- слайдами
- до
- разом
- правда
- налаштований
- ПЕРЕГЛЯД
- розуміння
- університет
- us
- використання
- використовує
- через
- вид
- яскравий
- було
- шлях..
- способи
- we
- Що
- коли
- який
- в той час як
- ВООЗ
- з
- в
- Work
- світ
- червоточину
- б
- лист
- зефірнет