Matematiksel bir model, bir çift kara deliğin kuantum dolaşması durumunda, bunun aralarında topaklı bir uzay-zaman tüneline yol açabileceğini öne sürüyor
Solucan delikleri bazen topaklıdır
İki kara delik ayrılmaz bir kuantum bağlantısıyla birbirine bağlandığında ne olur? Hesaplamalar bunun “Einstein-Rosen tırtıl” adı verilen inişli çıkışlı bir uzay-zaman tüneline yol açabileceğini öne sürüyor.
Albert Einstein’ın adı birbirinden çok farklı iki fiziksel tuhaflığı birbirine bağlıyor: Birincisi Einstein-Rosen köprüsü (uzay-zamanın uzak noktalarını birbirine bağlayan bir solucan deliği veya tünel) olarak adlandırılıyor ve ikincisi ise iki parçacığın kuantum dolaşma adı verilen ayrılmaz bir özellik aracılığıyla birbirine bağlandığı Einstein-Podolsky-Rosen çifti olarak biliniyor. 2013 yılında New Jersey’deki Princeton Üniversitesi’nden fizikçiler Juan Maldacena ve Kaliforniya’daki Stanford Üniversitesi’nden Leonard Susskind, kara delikler söz konusu olduğunda ikisinin eşdeğer olabileceğini öne sürdüler.
Massachusetts’teki Brandeis Üniversitesi’nden Brian Swingle ve meslektaşları bunun yalnızca bazı durumlarda doğru olabileceğini keşfettiler. Dolaşmış kara deliklerin bir koleksiyonunu matematiksel olarak analiz ettiler ve durumun daha önce göründüğünden daha karmaşık ve daha karmaşık olduğunu buldular.
Swingle, kuantum olarak dolaşmış kara delikleri birbirine bağlayan solucan deliklerini incelemenin, sonuçta araştırmacıların kara deliklerin iç mekanları hakkında daha fazla bilgi edinmelerine yardımcı olduğunu söylüyor; bu yerler, yerçekiminin orada ne kadar dikkate değer derecede güçlü bir şekilde etki etmesinden dolayı gizem dolu yerler hakkında yeterince anlaşılmadı. Matematiksel modeller, bir kara deliğin iç boyutunun onun karmaşıklığına, yani en temel kuantum yapı taşları düzeyinde ne kadar karmaşık olduğuna karşılık geldiğini gösteriyor. Araştırmacılar, bir kara delik çiftini birbirine bağlayan solucan delikleri için de benzer bir kuralın olup olmadığını merak etti.
Bu zorlu bir görev çünkü kara deliklerin dolaşıklığının tam olarak anlaşılması, fizikçilerin henüz formüle etmediği tam bir kuantum kütleçekim teorisi gerektirecektir. Bunun yerine, Swingle, ekibin kuantum fiziğini ve yerçekimini eksik bir şekilde birbirine bağlayan ancak yine de değerli bilgiler sunacak kadar gerçeğe benzemesi gereken bir model kullandığını söylüyor.
O ve meslektaşları, bir solucan deliğinin ne kadar mikroskobik kuantum rastlantısallığı içerdiği ile geometrik uzunluğu arasında matematiksel bir benzerlik buldular. Hesaplamaları, tipik bir solucan deliğinin pürüzsüz olma olasılığının daha düşük olduğunu ve maddeden yapılmış bazı tümsekler içerme olasılığının daha yüksek olduğunu ortaya çıkardı; bu, ona bir tırtılla karşılaştırmayı kazandıran bir özellik. Swingle, bunun 2013’teki sonuçtan farklı olduğunu söylüyor; bu durum, kara deliklerin dolaşmış durumunun, ikisi arasında pürüzsüz bir solucan deliğine yol açtığı özel ve dolayısıyla daha az yaygın olan durumlar için geçerli olabilir.
Santa Barbara’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden Donald Marolf, yeni çalışmanın dolaşık kara deliklere ışık tuttuğunu ancak yine de bu tür dolaşıklığın en yaygın durumunu tanımlamadığını söylüyor. Teorik olarak mümkün olan tüm kara delik durumlarının koleksiyonunun oldukça büyük olduğunu (evrenimizde var olan tüm kara deliklerden daha büyük) olduğunu ve bir kara delik çifti tarafından üstlenilme ihtimalinin en yüksek olduğu türde bağlantılı durumun kesin olarak söylenmesinin daha fazla teorik araştırma gerektireceğini söylüyor.
Swingle, gelecekteki araştırmaların bir kısmının kuantum bilgisayarların kozmik kara deliklerin ve tırtıl solucan deliklerinin simülatörleri olarak kullanılmasını içerebileceğini söylüyor. Ekibinin yaklaşımı basitleştirilmiş bir kuantum teorisi ile yerçekimi teorisini birleştirmeyi içerdiğinden, kuantum bilgisayarları daha güçlü ve güvenilir hale geldiğinde, hem kuantum teorisi hem de yerçekimi hakkında yeni fikirler hakkında daha fazla bilgi edinmek için bunları kullanmanın mümkün olabileceğini söylüyor. Swingle, yeni hesaplamanın halihazırda kuantum bilgi teorisinin bazı unsurlarını kullandığını, dolayısıyla yerçekiminin gizemlerini incelemenin yeni kuantum hesaplama algoritmalarına ilham vereceği diğer yönde de heyecan verici gelişmeler olabileceğini söylüyor.
