إنّ سؤال ما الذي يوجد في قلب الثقب الأسود، هو من بين الأكثر بحثًا على محرّكات البحث، إذ إنّ معرفة كلّ ما فيه ما زال غامضًا، حيث إنّ العلماء يتوصّلون بين الفترة والأخرى إلى اكتشاف الكثير من المعلومات الجديدة المتعلّقة بهذا الز٬ر. وأخيرًا، توصّل فريق بحثيّ بقيادة إنريكو رينالدي، وهو فيزيائي بجامعة ميشيغان، إلى اكتشافات جديدة حول طبيعة الثقب الأسود، وذلك عبر إجراء دراسة تعتمد على مبدأ الهولوغرافيا، الذي يشير إلى أن النظريّات الأساسية لفيزياء الجسيمات والجاذبية متكافئة رياضيًّا، على الرغم من صياغتها في أبعاد مختلفة.
نظريات الثقوب السوداء
تصف نظريّتان سائدتان الثقوب السوداء من منظورين مختلفين الأبعاد، الأوّل هو أنّ الجاذبية تعمل داخل الهندسة ثلاثيّة الأبعاد للثقب الأسود، والثانية مناقضة لذلك، وهي أنّ فيزياء الجسيمات تقتصر على السطح ثنائيّ الأبعاد، الذي يشبه القرص المسطح. تسلط هذه الثنائية الضوء على تمييز رئيسي بين النموذجين مع تعزيز طبيعتهما المترابطة.
تولّد الكتلة الهائلة للثقب الأسود مجال جاذبيّة يمتد في ثلاثة أبعاد، ويرتبط هذا التأثير الجذبي رياضيًّا بالجسيمات التي تتحرك في بعدين فوق الثقب الأسود. ونتيجة لذلك، في حين أنّ الثقب الأسود موجود في الفضاء ثلاثي الأبعاد، فإنه يمكن أن يظهر للمراقبين كإسقاط للجسيمات. ويقترح بعض العلماء أنّ الكون بأكمله قد يعمل بشكل مماثل، كتمثيل ثلاثي الأبعاد للجسيمات، ويمكن أن يوفّر هذا المنظور إطارًا كميًّا موحّدًا للجاذبيّة. يشرح إنريكو رينالدي أنه في النسبية العامة لأينشتاين، يوجد الزمان- المكان بدون جسيمات، بينما في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، توجد الجسيمات بدون قوى الجاذبية. وظلّ التوفيق بين هاتين النظريتين الأساسيتين أحد أعظم تحديات الفيزياء.
وفي دراسة حديثة، يستكشف رينالدي وزملاؤه كيف يمكن للحوسبة الكمومية والتعلم العميق أن يتقدما في البحث حول الثنائية الهولوغرافية. يركّز عملهم على حساب أدنى حالة طاقة لنماذج مصفوفة الكم - وهي هياكل رياضية قد تساعد في كشف طبيعة هذه الثنائية.
