I kaotiske systemer kan til og med et lite hopp fremkalle en kaskadeffekt som påvirker det endelige resultatet. Dette ligner på sommerfugleffekten, der selv en liten vingeklaff kan føre til en orkan på den andre siden av verden.
Teoretiske fysikere Douglas Stanford og Stephen Schenker har vist at på kvante-nivå viser sorte hull kaotisk oppførsel som ligner sommerfugleffekten. Å gjøre endringer i et svart hull - til og med så lite som å slippe en enkelt partikkel i det - kan endre oppførselen.
Nøkkelen til å forstå dette kaoset er at sorte hull ikke er helt svarte. Romgiganter avgir en svak tåke av partikler - restene av par virtuelle partikler som stadig dukker opp i hele rommet. Når dette skjer i horisonten til et svart hull, kan noen av partiklene unnslippe og produsere det som i dag er kjent som Hawking-stråling. Å studere den belyser den kaotiske naturen til sorte hull. Stanford og Schenker skrev om dette i et papir publisert i Journal of High Energy Physics i 2014.
Tenk deg å kaste ett elektron i et svart hull - en mindre forandring for en monstrøs gigant. Denne lille tingen endrer imidlertid Hawking-strålingen, omtrent som en sommerfugl klaffer vingene og endrer retning av en fjern båt.
Skjematisk beskrivelse av Hawking-stråling.
Tilsetningen av en partikkel øker massen av det svarte hullet og utvider begivenhetshorisonten - grensen utover som ingenting kan komme seg ut. Hawking-stråling som ellers ville ha blitt sendt, forblir fanget inne i det ekspanderende sorte hullet. Det som virket som en mindre endring har vidtrekkende konsekvenser - rent kaos.
Stanford utvidet denne ideen. Han, Schenker og Juan Maldacena fra Institute for Advanced Study publiserte en artikkel i 2016 i Journal of High Energy Physics, der de teoretisk viste at konsekvensene av enda en liten endring i et svart hull øker så raskt som fysisk mulig. Denne økningen i konsekvenser gjør sorte hull til det mest kaotiske systemet.
Ved å studere sammenhengen mellom små partikler og gigantiske sorte hull, håper forskere å avdekke den intrikate konflikten mellom de viktigste teoriene i fysikk. Målet er å formulere en teori om kvantegravitasjon ved å kombinere kvantemekanikk og generell relativitet. Deres inkonsekvens indikerer at noe er galt i kjernen i hver teori. Stanfords nye ideer om sorte hull vil hjelpe forskere med å finne en løsning.
Kampanjevideo:
"Han kan være en av de sjeldne menneskene som virkelig forandrer vitenskapens retning," sier Schenker. "Jeg gleder meg til å finne ut om jeg har rett eller feil."
Vladimir Guillen
