نه، فیزیکدانان یک کرم چاله واقعی نساختند. کاری که آنها انجام دادند هنوز خیلی باحال بود

"نفس خود را در مورد فرستادن سگ خود از طریق کرمچاله حبس نکنید."
کرم چاله ها یک داستان علمی تخیلی کلاسیک در رسانه های محبوب هستند، البته فقط به این دلیل که چنین وسیله داستانی آینده نگرانه ای را برای جلوگیری از نقض نسبیت ارائه می دهند. سفر سریعتر از نور در واقع، آنها صرفا نظری هستند. برخلاف سیاهچاله ها - که زمانی تصور می شد صرفاً نظری هستند - هیچ مدرکی برای یک کرم چاله واقعی پیدا نشده است، اگرچه آ

بیایید فوراً رکورد را ثبت کنیم: این یک کرم چاله قابل پیمایش واقعی نیست - یعنی پلی بین دو ناحیه فضازمان که دهان یک سیاهچاله را به دیگری متصل می کند و یک شی فیزیکی می تواند از آن عبور کند - در هر حس واقعی و فیزیکی جوزف لیکن از فرمیلاب، یکی از نویسندگان این مقاله، در طی یک نشست خبری در این هفته گفت: «تفاوتی بین ممکن بودن چیزی در اصل و ممکن بودن در واقعیت وجود دارد. "پس نفس خود را در مورد فرستادن سگ خود از کرم چاله حبس نکنید." اما این هنوز یک آزمایش بسیار هوشمندانه و در نوع خود است که اثباتی وسوسه‌انگیز برای انواع آزمایش‌های فیزیک در مقیاس کوانتومی ارائه می‌کند که ممکن است با ادامه پیشرفت رایانه‌های کوانتومی امکان پذیر باشد.

"اینطور نیست. مت استراسلر، فیزیکدان، در وبلاگ خود نوشت. "آیا این روش می تواند روزی به شبیه سازی یک کرم چاله واقعی منجر شود؟ شاید در آینده ای دور. آیا می تواند منجر به ایجاد یک کرم چاله واقعی شود؟ هرگز. اشتباه نکنید. کاری که آنها انجام دادند بسیار جالب بود! اما تبلیغات تبلیغاتی در مطبوعاتی؟ آنالوگ؟ مدل اسباب بازی؟ یکی از نویسندگان ماریا اسپیروپولو از کلتک در طول جلسه توجیهی از آن به عنوان یک "پروتکل دور انتقال کرم چاله" نام برد. شما می توانید آن را یک شبیه سازی بنامید، اما همانطور که استراسلر نوشت، این نیز کاملاً درست نیست. فیزیکدانان کرم‌چاله‌ها را در رایانه‌های کلاسیک شبیه‌سازی کرده‌اند، اما هیچ سیستم فیزیکی در این شبیه‌سازی‌ها ایجاد نمی‌شود. به همین دلیل است که نویسندگان اصطلاح "آزمایش کوانتومی" را ترجیح می دهند زیرا توانستند از رایانه کوانتومی Sycamore گوگل برای ایجاد یک سیستم کوانتومی بسیار درهم تنیده و اندازه گیری مستقیم ویژگی های کلیدی خاص استفاده کنند. این ویژگی‌ها با توصیفات نظری دینامیک کرم‌چاله‌های قابل عبور سازگار است - اما فقط در یک مدل نظری ساده‌شده خاص از فضازمان.

لیکن آن را به نیویورک‌تایمز به‌عنوان «کوچک‌ترین و خشن‌ترین کرم‌چاله‌ای که می‌توانید تصور کنید، توصیف کرد. " حتی در آن زمان، شاید "مجموعه ای از اتم ها با خواص کرم چاله مانند" دقیق تر باشد. آنچه این پیشرفت را بسیار جذاب و بالقوه قابل توجه می کند این است که چگونه این آزمایش از برخی از تأثیرگذارترین و هیجان انگیزترین کارهای اخیر در فیزیک نظری استفاده می کند. اما برای درک دقیق آنچه انجام شد و چرا اهمیت دارد، باید در یک سفر تا حدی پر پیچ و خم در میان برخی از ایده های انتزاعی بسیار پرهیجان که نزدیک به یک قرن را در بر می گیرد، برویم.

نمودار به اصطلاح AdS/CFT. مطابقت (معروف به اصل هولوگرافیک) در فیزیک نظری.بزرگنمایی / نمودار متناظر به اصطلاح AdS/CFT (معروف به اصل هولوگرافیک) در فیزیک نظری.APS/Alan Stonebraker

بازبینی از اصل هولوگرافی

بیایید با چیزی که عموماً به عنوان اصل هولوگرافی شناخته می شود شروع کنیم. همانطور که قبلاً نوشتم، تقریباً 30 سال پیش، فیزیکدانان نظری نظریه خم کردن ذهن را ارائه کردند که معتقد بودند جهان سه بعدی ما در واقع یک هولوگرام است. اصل هولوگرافی به عنوان یک راه حل پیشنهادی برای پارادوکس اطلاعات سیاهچاله در دهه 1990 آغاز شد. سیاهچاله ها، همانطور که نسبیت عام توصیف می کند، اجرام ساده ای هستند. تنها چیزی که برای توصیف ریاضی آنها نیاز دارید جرم و اسپین آنها به اضافه بار الکتریکی آنهاست. بنابراین، اگر چیزی را به داخل سیاهچاله پرتاب کنید، هیچ تغییر محسوسی وجود نخواهد داشت - چیزی که سرنخی از آنچه که آن جسم ممکن است وجود داشته باشد را ارائه نمی دهد. این اطلاعات از بین می رود.

تبلیغات

اما مشکلات زمانی بوجود می آیند که گرانش کوانتومی وارد تصویر می شود زیرا قوانین مکانیک کوانتومی بر این باورند که اطلاعات هرگز نمی توانند از بین بروند. و در مکانیک کوانتومی، سیاهچاله ها اجرام فوق العاده پیچیده ای هستند و بنابراین باید حاوی مقدار زیادی اطلاعات باشند. جیکوب بکنشتاین در سال 1974 متوجه شد که سیاهچاله ها نیز دارای آنتروپی هستند. استیون هاوکینگ سعی کرد به او ثابت کند که اشتباه می کند، اما به جای آن، درستی او را ثابت کرد و به این نتیجه رسید که سیاهچاله ها باید نوعی تشعشع حرارتی تولید کنند.

پس سیاهچاله ها نیز باید آنتروپی داشته باشند، و هاوکینگ هم همین بود. ابتدا آنتروپی را محاسبه کرد. او همچنین مفهوم "تابش هاوکینگ" را معرفی کرد: سیاهچاله مقدار کمی انرژی از خود ساطع می کند و جرم خود را به مقدار متناظر کاهش می دهد. با گذشت زمان، سیاهچاله تبخیر می شود. هرچه سیاهچاله کوچکتر باشد، سریعتر ناپدید می شود. اما پس از آن چه اتفاقی برای اطلاعات موجود در آن می افتد؟ آیا واقعاً از بین رفته و در نتیجه مکانیک کوانتومی را نقض می کند، یا به نوعی در تابش هاوکینگ حفظ می شود؟

مطالعه بیشتر

هارد دیسک کیهانی طبیعت؟ سیاهچاله ها می توانند اطلاعاتی مانند هولوگرام را ذخیره کنند

طبق اصل هولوگرافیک، اطلاعات مربوط به داخل سیاهچاله را می توان بر روی سطح دو بعدی آن ("مرز") به جای حجم سه بعدی آن ("انبوه") رمزگذاری کرد. ). لئونارد ساسکیند و جرارد ت هوفت این مفهوم را به کل جهان گسترش دادند و آن را به یک هولوگرام تشبیه کردند: جهان سه بعدی ما با تمام شکوه خود از یک "کد منبع" دو بعدی بیرون می آید.

Juan Maldacena. سپس یک دوگانگی مهم را کشف کرد، که از نظر فنی به عنوان مکاتبات AdS/CFT شناخته می‌شود - که معادل یک فرهنگ لغت ریاضی است که به فیزیکدانان اجازه می‌دهد بین زبان‌های دو جهان نظری (نسبیت عام و مکانیک کوانتومی) رفت و آمد کنند. دوگانگی‌ها در فیزیک به مدل‌هایی اطلاق می‌شوند که به نظر متفاوت هستند، اما می‌توان آنها را برای توصیف فیزیک معادل نشان داد. کمی شبیه این است که چگونه یخ، آب و بخار سه فاز مختلف از یک ماده شیمیایی یکسان هستند، به جز اینکه یک دوگانگی به یک پدیده به دو صورت متفاوت نگاه می کند که رابطه معکوس دارند. در مورد AdS/CFT، دوگانگی بین مدلی از فضازمان است که به عنوان فضای ضد دی سیتر (AdS) شناخته می شود - که برخلاف جهان دی سیتر خودمان دارای انحنای منفی ثابت است - و یک سیستم کوانتومی به نام نظریه میدان همسان (CFT) ) که فاقد جاذبه است اما دارای درهم تنیدگی کوانتومی است.

این مفهوم دوگانگی است که باعث سردرگمی کرمچاله می شود. همانطور که در بالا ذکر شد، نویسندگان مقاله نیچر یک کرم چاله فیزیکی ایجاد نکردند - آنها برخی از ذرات کوانتومی درهم تنیده را در فضازمان مسطح معمولی دستکاری کردند. اما حدس زده می شود که این سیستم دارای یک توصیف دوگانه به عنوان یک کرم چاله باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *