Bu sanatçının anlayışı, genç, yıldız bakımından zengin bir galaksinin merkezinde bilinen en ilkel süper kütleli kara deliklerden birini (merkezi kara nokta) resmediyor. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Yeni araştırmalar, yükün korunumu temel yasasının bir kara deliğin yakınında nasıl bozulabileceğini gösteriyor.
Yoğunluğun sonsuz hale geldiği kara deliklerin merkezindekiler gibi tekilliklerin genellikle fiziğin "çöktüğü" yerler olduğu söylenir. Ancak bu, 'her şeyin' olabileceği anlamına gelmez ve fizikçiler hangi yasaların nasıl bozulabileceği ile ilgilenirler.
Şimdi, Imperial College London, Cockcroft Enstitüsü ve Lancaster Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, tekilliklerin yükün korunumu yasasını ihlal edebileceği bir yol önerdi. Teorileri Annalen der Physik'te yayınlandı.
Imperial'deki Fizik Bölümü'nden ortak yazar Profesör Martin McCall şunları söyledi: “Fizik bir tekillikte bozulur, pop fiziğindeki en ünlü ifadelerden biridir. Ancak bunun gerçekte nasıl olabileceğini göstererek, fiziğin en değerli yasalarından birini hedefliyoruz: Yükün korunumu.”
Yükün korunumu, bir bütün olarak Evren de dahil olmak üzere herhangi bir yalıtılmış sistemin toplam elektrik yükünün asla değişmediğini söylüyor. Bu, negatif veya pozitif yüklü parçacıklar bir alana hareket ederse, aynı miktarda sırasıyla yüklü parçacıkların hareket etmesi gerektiği anlamına gelir.
Bu, en küçük ölçeklerde gösterilmiştir: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi deneylerde farklı parçacıklar oluşturulduğunda veya ortadan kaldırıldığında, sırasıyla aynı miktarda negatif ve pozitif yüklü parçacıklar üretilir veya yok edilir.
Birleştirilmiş eksen ve elektromanyetik alan. Kredi: Imperial College London
Şimdi, klasik fizik denklemlerini, bir karanlık madde adayı olan eksenleri içerecek şekilde değiştirerek, ekip, geçici tekilliklerin - ortaya çıkan ve daha sonra buharlaşan kara delikler gibi - görevlerinin sonuna geldiklerinde yükü yok edebileceğini gösterebildi.
Eksenler, karanlık maddeyi açıklayabilen varsayımsal parçacıklardır.
Ekip, diferansiyel geometri adı verilen bir matematik dalını kullanarak, Evrenin yük korunumunu ihlal ederek yükün nasıl oluşturulacağını veya yok edileceğini buldu.
Lancaster Üniversitesi Fizik Bölümü'nden yardımcı yazar Dr. Jonathan Gratus şunları söyledi: “Birleşmiş eksen ve elektromanyetik alanları birleştirerek yükü elinde tutan bir 'axion bombası' yaratmayı hayal edebilirsiniz; ve sonra onu buharlaşan bir kara deliğe bırakırsanız, yapı küçülür ve tekillik içinde kaybolurken beraberinde elektrik yükünü de alır. Başarısı için hayati önem taşıyan şey, geçici bir tekillik ile yeni önerilen bir tür axion alanının birleşimidir.”
Imperial Fizik Bölümü'nden ortak yazar Dr. Paul Kinsler şunları söyledi: “Ayrıca felsefi çıkarımlar da var. İnsanlar genellikle fiziğin 'çöktüğünü' söylemekten hoşlansalar da, burada egzotik fenomenlerin meydana gelebilmesine rağmen, gerçekte olanın yine de tekillik etrafında hala işleyen fizik yasaları tarafından sınırlandırıldığını gösteriyoruz.”
Ekip, eksen fenomeninin yalnızca şu anda bir laboratuvarda oluşturulamayan aşırı koşullar altında gerçekleşeceğini, ancak yoğun lazer alanlarındaki gelecekteki ilerlemelerin teorinin karasal bir ortamda test edilmesine izin verebileceğini söylüyor.
Referans: Jonathan Gratus, Paul Kinsler ve Martin W. McCall, 5 Mayıs 2021, Annalen der Physik .
Kaynak: https://scitechdaily.com/throwing-an-axion-bomb-into-a-black-hole-could-break-a-fundamental-law-of-physics/