Bilim insanları, Google'ın kuantum bilgisayarı Sycamore 2'yi kullanarak bir "bebek" solucan deliği oluşturdular. Deneyde onlar
Yeni araştırma ilk adımdırlaboratuvarda kuantum yerçekiminin araştırılmasına. Çalışmanın yazarları, bilim adamlarının verileri gördüklerinde "panik atak" geçirdiklerini, bunun çok etkileyici olduğunu yazıyor. Ve işte nedeni.
Bir "kuantum solucan deliği" nasıl oluşturulur?
Solucan delikleri veya solucan delikleriuzay-zamanda her iki uçta da kara deliklerle (BH) birbirine bağlanan varsayımsal tüneller. Doğaları gereği muazzam yerçekimi, bir solucan deliğinin ortaya çıkması için gerekli koşulları sağlıyor ancak yeni deneyde simüle edilen durum biraz farklı. Temelde bu, bir portal aracılığıyla bilgi göndermek için iki kara deliği simüle eden kuantum ışınlanmaya dayalı bir "oyuncak" modeldir.
Yerçekimi ve kuantum dünyası tarihsel olarak ele alınır.tersi, farklı süreçler. Ancak araştırmacılara göre bu tamamen doğru değil. Holografik ilkeye göre, kara delik tekillikleri etrafında çalışmayan bir yerçekimi kuramı, kuantum yasalarıyla açıklanabilir. Böylece, yeni deney, diğer şeylerin yanı sıra, genel görelilik teorisi (GR) ile kuantum mekaniğini birbirine bağlayarak fiziği değiştirir.
Einstein'ın tahminleri
Solucan delikleri fikri ilk olarak Albert tarafından önerildi.Einstein ve meslektaşı Nathan Rosen, 1935'te. Daha sonra genel görelilik çerçevesinde kara deliklerin bir “portal” gibi çalışan köprülerle birbirine bağlanabileceğini öne sürdüler. Bu teori, uzaydaki tekillik noktalarına (kara deliklerin çekirdeklerine) alternatif bir açıklama sunma girişimidir. Orada, kütle sonsuz bir şekilde bir noktada yoğunlaşacak ve o kadar güçlü bir çekim alanı yaratacak ki, uzay-zaman sonsuza kadar sapacak ve Einstein'ın denklemlerini yok edecek. Ancak bilim adamları, eğer kara deliklerin bu "davranışı" solucan delikleri oluşumuna yol açıyorsa, o zaman genel görelilik doğru demektir.
Uzay-zamanı bozan bir solucan deliği. Kaynak: Needpix.com
Aynı zamanda yayınlanmadan bir ay önce1935 tarihli ünlü makalesinde Einstein, Rosen ve meslektaşları Boris Podolsky başka bir çalışma yürüttüler. Daha sonra genel görelilik üzerine daha sonraki çalışmalarından farklı bir tahminde bulundular. Kuantum teorisini desteklemiyordu, aksine onun "gülünç sonuçlarını" geçersiz kılıyordu.
Kuantum mekaniğinin kuralları doğruysa özelliklerBilim adamları, iki parçacığın ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olması gerektiğini vurguladı. Aralarında çok büyük bir mesafe olsa bile, birinin ölçülmesi diğerini anında etkileyecektir. Einstein bu süreçle alay etti ve bugün bu olay kuantum dolanıklığı olarak biliniyor. Bilim adamı bunu "uzaktan hayaletimsi bir eylem" olarak adlandırdı ve bunun gerçek olmadığına işaret etti. Ancak o zamandan beri fizikçiler tarafından birden fazla kez gözlemlendi ve kullanıldı.
Bir bilim adamının ana hatası
Her ne kadar Einstein bu ikisini yapmış olsa daçığır açan tahminler, kuantum fiziğinin belirsizliğine ve tuhaflığına duyduğu hoşnutsuzluk onu kör etmişti. Sonuç olarak hayati bir keşifte bulunmadı: Genel görelilik ve kuantum fiziği, onun iki varsayımı gibi birbiriyle ilişkili olabilir. Fizikçiler, genel göreliliği kuantum teorisinden ayırarak, yerçekimi ve kuantum etkilerinin çarpıştığı önemli bir bilim alanını keşfetmemiş oldular. Sonuç olarak, kara deliklerin içinde neyin saklı olduğunu ve Büyük Patlama anında Evrenin yoğunlaştığı son derece küçük noktayı hala bilmiyoruz.
Holografik prensip
Einstein çıkmaza girdiğinden beri,Bilim adamları görelilik ile kuantum dünyasını birleştirmek için bir "her şeyin teorisi" yaratmaya çalıştılar. Bu süreçte fizikçiler pek çok sıra dışı teori yarattılar; bunlardan biri holografik prensiptir. Buna göre Evren, uzak iki boyutlu bir yüzeyde meydana gelen süreçlerin üç boyutlu holografik bir yansımasıdır.
Fikir, 1970'lerde Stephen Hawking'in çalışmalarından kaynaklandı.yıllar. Daha sonra bariz bir paradoks formüle etti: Eğer kara delikler gerçekten Hawking radyasyonu (olay ufkunun yakınında rastgele görünen sanal parçacıklar) yayarsa, sonunda buharlaşacaklardır. Bu, kuantum mekaniğinin bilginin yok edilemeyeceği temel kuralını ihlal ediyor. Artık GR ve kuantum mekaniği artık uzlaşmaz görünmüyordu; İnanılmaz derecede doğru olan birçok tahmine rağmen, tamamen yanlış olabilirler.
Bu sorunu çözmek için teorinin savunucularıKuantum dünyası ile genel göreliliği uzlaştıran diziler, bir kara deliğin içindeki bilginin olay ufkunun (süper çekim nedeniyle ışığın bile ötesine kaçamayacağı nokta) iki boyutlu yüzeyine bağlı olduğunu varsaydı. Fizikçiler, bir yıldızın kara deliğe çökmesiyle ilgili bilginin, Hawking radyasyonunda kodlanmadan ve kara delik buharlaşmadan önce gönderilmeden önce ufkun yüzeyindeki dalgalanmalara örüldüğüne inanıyorlardı.
1990'larda teorik fizikçi LeonardSusskind ve Gerard Hoeft, bu fikrin geliştirilmesi gerektiğini fark ettiler ("The Big Bang Theory" sitcomunun kahramanlarından biri olan Susskind'in onuruna yok edildi). Üç boyutlu bir yıldız hakkındaki tüm bilgileri iki boyutlu bir olay ufkunda hayal ederseniz, o zaman Evren (kendi genişleyen ufku da vardır) aynı zamanda iki boyutlu bilginin üç boyutlu bir yansımasıdır - bir hologram.
Bir sanatçının bilgi portalı fikri. Fotoğraf: Needpix.com
Bu açıdan bakıldığında, iki farklı teori - üzerindeaslında birleşik bir bütün. Uzay-zamanın yerçekimi eğriliği, gördüğümüz her şey gibi, holografik bir izdüşümdür. Uzak bir ufkun düşük boyutlu yüzeyinde kuantum parçacıklarının en küçük etkileşimlerinin bir sonucu olarak ortaya çıktı.
Fikir doğrulama
Bu fikirleri test etmek için fizikçilerGoogle bilgisayarı Sycamore 2. Bunu, her iki ucunda iki kuantum dolaşmış kara delik içeren basit bir holografik evrenin temel modeliyle yüklediler. Giriş mesajını ilk kübite kodladıktan sonra bilim insanları, mesajın anlamsız bir şeye dönüşmesini izlediler (sanki ilk delik tarafından yutulmuş gibi). Ve sonra, sanki ikinci kara delik tarafından "tükürülmüş" gibi, şifrelenmemiş ve hasar görmeden diğer uçtan uçtu.
Sırada ne var?
Solucan deliği deneyinin en şaşırtıcı yanımesajın şu ya da bu şekilde iletilmiş olması değildir. Tamamen bozulmamış görünmesi önemlidir. Aslında, model fiziksel bir solucan deliği gibi davrandı: deney, onun kuantum dolaşıklığı tarafından çalıştırılabileceğini gösterdi.
Aynı zamanda bilgi küçük bir delikten geçti.açıklık Bu, doğada akla gelebilecek en kısa mesafe olan Planck uzunluğundan yalnızca birkaç kat daha büyüktü. Gelecekte bilim insanları daha karmaşık deneyler geliştirecek ve bunları daha gelişmiş ekipmanlarla gerçekleştirecek. Amaç uzak mesafelere mesaj göndermektir.
Sonuç nedir?
Kuantumdaki kara deliğin analoglarıbilgisayarlar uzayda saklanan her şeyi tüketen canavarlar değildir. Bilim insanları kara delikleri yeterince doğru bir şekilde modellediklerinden emin değiller ve bu kuantum bilgisayar kırılmalarına "ortaya çıkan" kara delikler adını verdiler. Ancak fizikçiler, onların "ördek gibi göründüklerini, ördek gibi yürüdüklerini ve ördek gibi vakladıklarını" belirttiler. Görünüşe göre gerçekten ördekler.
Büyük ölçekli bir teorik “sıçrayış”Bilgi yerine solucan deliğinden atom altı parçacık gibi fiziksel bir şeyin gönderilmesine gerek yok. Ancak fizikçiler, gerçek bir mini kara delik yaratmanın çok daha yüksek yoğunlukta kübit gerektireceğini vurguluyor. Bunu deneysel olarak yapmak çok zordur. Laika köpeğini, bir zamanlar uzaya yaptığı gibi solucan deliğine göndermeden önce hâlâ yapılması gereken çok iş var.
Daha fazla oku:
Yumurta uzaydan düştü: Bakın ne oldu?
Beyin yiyen amip ABD'de yayılıyor: Rusya için bir tehlike var mı?
Thora'nın nasıl bir kadın olduğuna bakın. 800 yıl önce yaşadı
Kapakta: bir sanatçının solucan deliği fikri