Kara delikler uzay-zamandaki kusurlar olabilir

Teorik fizikçilerden oluşan bir ekip, uzay-zamanda, dışarıdan bir gözlemciye tam olarak bir kara delik gibi görünebilecek, ancak daha yakından incelendiğinde her şeyden başka bir şey olacak garip bir yapı keşfettiler: evrenin dokusunda kusurlar olacaklardı.

Einstein’ın genel görelilik teorisi, dev yıldızlar çöktüğünde oluşan kara deliklerin varlığını tahmin ediyor. Ancak aynı teori, merkezlerinin sonsuz yoğunluktaki noktalar olan tekillikler olduğunu öngörür. Evrende sonsuz yoğunlukların gerçekte olamayacağını bildiğimiz için, bunu Einstein’ın teorisinin eksik olduğunun bir işareti olarak alıyoruz. Ancak yaklaşık bir asırdır uzantıları araştırdıktan sonra, daha iyi bir yerçekimi teorisini henüz doğrulamadık.

Ama sicim teorisi de dahil olmak üzere adaylarımız var. Sicim teorisinde, evrenin tüm parçacıkları aslında sicimin mikroskobik titreşen halkalarıdır. Evrende gözlemlediğimiz çok çeşitli parçacıkları ve kuvvetleri desteklemek için, bu sicimler üç uzamsal boyutumuzda titreşemezler. Bunun yerine, günlük farklardan ve deneylerden kaçacak kadar küçük manifoldlar halinde kendi üzerlerine kıvrılmış ekstra uzamsal boyutlar olmalıdır.

Uzay-zamandaki bu egzotik yapı, bir araştırma ekibine topolojik soliton adını verdikleri yeni bir nesne sınıfını tanımlamak için ihtiyaç duydukları araçları verdi. Analizlerinde, bu topolojik solitonların uzay-zamanın kendisinde kararlı kusurlar olduğunu buldular. Var olmak için maddeye veya başka kuvvetlere ihtiyaç duymazlar – uzay-zaman dokusunda buzdaki çatlaklar kadar doğaldırlar. Araştırma dergide yayınlandı Fiziksel İnceleme D.

Araştırmacılar, yanlarından geçecek ışığın davranışını inceleyerek bu solitonları incelediler. Aşırı uzay-zaman nesneleri olduklarından, ışığın yolunu etkileyen uzay ve zamanı etraflarında bükerler. Uzaktaki bir gözlemci için, bu solitonlar tam olarak kara deliklerin ortaya çıkacağını tahmin ettiğimiz gibi görünecektir. Gölgeleri, ışık halkaları, eserleri olurdu. Event Horizon Teleskopu’ndan elde edilen görüntüler ve tespit edilen kütleçekimsel dalga izleri aynı şekilde davranacaktır.

Ancak bir kez yaklaştığınızda bir kara deliğe bakmadığınızı fark edeceksiniz. Bir kara deliğin en önemli özelliklerinden biri olay ufku, yani içinden geçerseniz kaçamayacağınızı göreceğiniz hayali bir yüzeydir. Topolojik solitonlar tekil olmadıkları için olay ufukları içermezler. Yani, prensip olarak, karşılaşmadan sağ çıktığınızı varsayarak, bir solitona çıkıp onu elinizde tutabilirsiniz.

Bu topolojik solitonlar, fizik anlayışımız için geçerli bir güncelleme olduğu henüz kanıtlanmayan sicim teorisi anlayışımıza dayanan inanılmaz derecede varsayımsal nesnelerdir. Bununla birlikte, bu egzotik nesneler, önemli test çalışmaları olarak hizmet eder. Araştırmacılar, topolojik solitonlar ve geleneksel kara delikler arasında önemli bir gözlemsel fark keşfedebilirse, bu, sicim teorisinin kendisini test etmenin bir yolunu bulmanın yolunu açabilir.