新理论有望通过桌面实验模拟黑洞

创新连线⋅日本

大阪大学、日本大学和中央大学组成的研究小组提出了一个新颖的理论框架，可通过桌面实验理解黑洞的物理性质。该理论将能够从极小尺度以及超大尺度两方面来阐明宇宙运转的基本定律。

科学家对黑洞的理解仍然不够完整，因为广义相对论（用于描述恒星和星系尺度的自然定律）目前与量子力学（用于描述宇宙在甚小尺度上如何运行的最佳理论）并不兼容。根据定义，黑洞将巨大质量压缩在了相当小的范围内，因此有必要将上述两种理论调和到一起，来理解黑洞。

有希望解决这个难题的方法之一是弦论，弦论认为所有物质都由很小的振动弦构成。该理论的一个版本预测了我们在所熟悉的四维（空间的三个维度加上时间）中认知到的物理定律与五维内的弦之间的对应关系。这种对应有时也被称为“全息对偶性”，因为它让人联想到能够存储三维目标所有信息的二维全息图。

研究小组运用这一概念说明了如何使用只有两个维度的球体表面进行桌面实验以在三个维度上对黑洞进行模拟。通过该实验装置，他们对从球形表面某个点的光源发出的光在另一点上进行了测量，如果该球形材料可以进行全息照相，则应能够用来对黑洞进行成像。