Kara delikleri dışarı atan maddedeki diğer boyutların işaretleri

Uzay-zamanın kabaca kavisli olduğu kara deliklerde evrenin özelliklerini ve davranışını çözmek, bize olağandışı zorluklar sunuyor. Biz yerçekiminin kuantum yönleriyle uğraşıyoruz. Onlarda, algıladığımız dördünün ötesindeki diğer boyutların işaretlerini ararız.

Neden var olabileceklerini düşünüyoruz?

Çok tanıdık bir kuvvet olan yerçekimi, bilinen fiziğin klasik formüllerine uymaz. Diğer temel güçlerden neden bu kadar zayıf olduğunu açıklayamıyoruz. Bu nadirliği açıklayın, zayıflık yerçekimi, bizi diğer boyutlardan gelen bu sinyalleri aramaya yöneltti. Bu ekstra boyutlar onu etkiliyor olabilir ve zayıflığının nedeni olabilir. Böylece jetlerkara delikler tarafından dışarı atılan madde, bu boyutların varlığına dair işaretler bulmanın anahtarı olabilir.

Algıladığımız dördünün ötesinde (üç uzaysal ve bir zamansal) uzay-zamanın egzotik boyutlarına dair kanıtlar bulursak, yerçekimini karakterize edebilir, anlayabilir ve aralarında evrenin genişlemesi de dahil olmak üzere bilimin en derin gizemlerinden bazılarını çözebiliriz. .

Çok büyük veya çok küçük boyutlar

Eğer başka boyutlar varsa, bunların günlük yaşamlarımız üzerinde hiçbir etkisi olmamalıdır. Bununla birlikte, bildiğimiz şekliyle fiziği birleştirmek için uzay-zamanın ekstra boyutlarının gerekli olduğu teorilerini ele alıyoruz.

Sicim teorisi, en az 10 boyutun varlığını varsayar. Bilinen üç uzaysal boyut, zaman ve çok çok küçük veya çok çok büyük bir uzay oluşturduğu varsayılan altı diğer boyut varsayılır.

Ekstra boyutlar o kadar küçük olabilir (neredeyse 10 ⁻ ³ ⁵ metrede Planck ölçeğinin altında), kısaltması için Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) gibi günümüzün en gelişmiş deneyleriyle elde edilen hassasiyetle algılanamazlar. İngilizcede). Ya da çok büyük, öyle ki erişimimiz olmayacak çünkü ekstra boyutların olduğu o evrende dört boyutlu bir tabakada yaşamakla sınırlıyız. Bu son senaryoda, ekstra boyutların yüzey üzerindeki etkilerini aramak için bir model geliştirdik. jetler kara delikler tarafından yayılan.

bu jetler kara delikler tarafından yayılan

Evrendeki çok sayıda kara delik, göreli madde ışınları yayar. jetler. Teleskopların verileri kaydettiği son iki yıldaki hassasiyet jetler James Webb Uzay Teleskobu, Event Horizon Teleskobu ve Avrupa Uzay Gözlemevi gibi.

Elde edilen bu verilerle, yayınlanmayı bekleyen yeni bir teorik teklifte (arXiv’de zaten mevcut), bu madde jetlerinde ekstra boyutların etkilerinin olasılığını analiz ediyoruz. Yerçekiminin var olan tüm boyutları işgal etmesi beklendiğinden, etkileri Dünya’da gözlemlenebilir. jetler. Bu şekilde, kara delik ışınları özellikle tespit için umut verici kanallar haline gelir.

Bu modeller, uzay-zamanın ekstra boyutlarının varlığını reddetmenin veya doğrulamanın anahtarı mı olacak?

Diğer boyutların izleri

Uzay-zaman boyutlarının kara delik kirişleri üzerindeki etkilerini belirlemek için öncelikle bu modellere çözümler üretmeliyiz.

Bunu yapmak için, ek boyutların potansiyel varlığının şu anda gözlemlediğimiz kara delik ışınlarını nasıl etkileyeceğini doğrulamak için ilk modeli oluşturduk. Bu ekstra boyutlar, varsa, kara deliğin dönüşünü etkiler mi? Enerji ışınları yaymadaki etkinliğini azaltırlar mı?

Modeli uygulayarak, iki ayırt edici etki bulduk. Kara deliğin dönüşü ile ilgili olarak, 4D ile aynı bağımlılığı ve enerji akışında daha düşük bir verim buluyoruz. Bu, dönen kara deliklerden yayılan enerji ışınlarının yeni modelin beş uzay-zaman boyutunda yayılırken, güçlerinin karadeliğin dönüş parametresine dört boyutta olduğu gibi hala aynı bağımlılığa sahip olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla, çözümlerin bu biraz beklenmedik yönü, dört veya beş boyut arasında ayrım yapmamıza izin vermiyor. Ekstra boyutların varlığını kanıtlamamıza yardımcı olmaz.

İkinci etki daha umut vericidir. Diğer boyutların varlığı göz önüne alındığında, deliğin enerji ışınlarını yayma verimliliğinde bir azalma vardır.

Soruyu cevaplamak için ek bir zorluk eklenmelidir. bu jetler şu anda bilindiği gibi klasik dört boyutlu modellere göre beklenenden daha yüksek bir verime sahipler.

Bu, ekstra boyutlu modellerin göz ardı edilmesi gerektiği anlamına geliyor gibi görünüyor. Bununla birlikte, kontrast için hala birçok parametre var. Önümüzdeki yıllarda, şu anda veri toplamakta olan yeni teleskoplar, kara deliklerden kitlesel emisyon bölgesini karakterize etmede bize daha fazla kesinlik sağlayacak. Daha sonra, yarattığımız uzay-zaman boyutlarının teorik modellerini gerçekten test edebilmeyi umuyoruz.

Einstein kara deliklerin varlığını matematiksel formüllerle kanıtladı. Yani kağıt üzerinde sadece hayali çözümlerdi. Yıllar sonra, fotoğraflarını çekerek bile varlıklarını kanıtlayabildik. Benzer şekilde, şu ya da bu türden teorik modeller, diğer boyutların varlığını ya da yokluğunu göstermeye hizmet edecektir.

Belki bir gün başka bir boyuta açılan ilk kapıyı bulacağız. jet bir kara delikten.