ブラックホールの中には何があるのでしょうか？物理学者は量子コンピューティングと機械学習を使って

BGRによると、PRX Quantum誌に最近発表された研究では、ブラックホール内部をさらに詳しく調べたという。それはまた、「ホログラフィック二重性」という概念をよりよく理解することでもあります。 「ホログラフィック双対性」とは、粒子とそれらの相互作用の理論を重力の理論と結び付けようとする数学的な推測です。​​

本質的に、「ホログラフィック二重性」の理論は、重力理論と粒子理論は同等であると述べています。少なくとも、計算上はそうなる。したがって、重力理論で数学的に起こることは、粒子理論でも起こります。ほとんどの場合、これらの理論は異なる次元を説明しています。しかし、重力は 3 次元を記述しますが、粒子理論には 2 次元しか含まれません。研究者たちは、この考えを探求することでブラックホール内部で何が起こっているのか理解できるようになることを期待している。

ミシガン大学の研究科学者エンリコ・リナルディ氏は、新たな研究でこれら2つの理論に焦点を当てました。

「アインシュタインの一般相対性理論では、粒子は存在せず、あるのは空間と時間だけだ。そして、素粒子物理学の標準モデルでは、重力は存在せず、あるのは粒子だけだ」と彼は語った。 「これら2つの異なる理論を調和させることは物理学における長年の課題であり、人々は前世紀からそれを試みてきた。」

2つの理論を結び付け、量子行列モデルを使用することで、リナルディ氏と残りの研究者はホログラフィック二重性を調べることができました。彼らのアイデアは、粒子理論についての知識と重力理論についての知識を組み合わせることです。まず、数字のブロックで構成される単純なマトリックス モデルを使用しました。これは量子コンピュータの標準的なフレームワークであり、粒子理論は 1 次元の弦で表現されます。これらは研究者が基底状態を見つけるのに役立つことが多く、そこから何かを作り出すことができるため、これは重要だとリナルディ氏は言います。

研究者たちは自分たちが作ったモデルを使って、ブラックホール内部の重力がどのようなものかを説明することができた。

宇宙は本当にホログラムなのか？はい、そしていいえ。ホログラムというと、おそらく『スター・ウォーズ』のようなSF映画に出てくるホログラフィック通信機を思い浮かべるでしょう。しかしこの場合、リナルディ氏と共著者らは、ブラックホールの内部と外部が出会う方法について言及している。ブラックホールの内部は重力理論に従って機能するため、時空が内部を移動するにつれて 3 次元で表現されます。

しかし、表面的には、ブラックホールは 2 次元であるように見えます。これによって、3 次元の物体として見えないため、ホログラフィックな外観が得られます。これは、粒子理論が 3 次元では機能しないためです。だから、宇宙の残りの部分も同じように機能しているのではないか、と考える人もいます。しかし、現時点では実際にそうであるという証拠はありません。