En ny matematisk modell tyder på att kvantintrassling mellan svarta hål kan skapa ojämna rumtids-tunnlar som liknar larver. Forskare vid Brandeis University har funnit att dessa maskhål vanligtvis är ojämna snarare än släta, vilket skiljer sig från tidigare teorier. Detta arbete syftar till att belysa de mystiska interiörerna i svarta hål.
År 2013 föreslog fysikerna Juan Maldacena vid Princeton University i New Jersey och Leonard Susskind vid Stanford University i Kalifornien att för svarta hål kunde en Einstein-Rosen-bro — ett maskhål som förbinder avlägsna punkter i rumtiden — vara ekvivalent med en Einstein-Podolsky-Rosen-par, där partiklar är länkade genom kvantintrassling.
Byggande på detta har Brian Swingle vid Brandeis University i Massachusetts och hans kollegor analyserat intrasslade svarta hål matematiskt. Deras resultat, publicerade i Physical Review Letters (DOI: 10.1103/btw6-44ry), avslöjar en mer komplex bild. "Att studera maskhål som förbinder kvantintrasslade svarta hål hjälper forskare i slutändan att förstå mer om svarta håls interiörer, som är dåligt förstådda platser fulla av mystik på grund av hur anmärkningsvärt starkt gravitationen verkar där", säger Swingle.
Teamet undersökte om maskhål följer en regel liknande svarta hål, där interiörstorlek motsvarar kvantkomplexitet. Brist på en fullständig teori för kvantgravitation använde de en ofullständig modell som länkar kvantfysik och gravitation, vilken Swingle tror erbjuder värdefulla insikter.
Deras beräkningar visar en korrespondens mellan ett maskhåls mikroskopiska kvantslumpmässighet och dess geometriska längd. Typiska maskhål är mindre benägna att vara släta och mer benägna till knölar gjorda av materia, vilket ger dem smeknamnet "Einstein-Rosen-larven". Detta kontrasterar med 2013-modellen, som kanske bara gäller för speciella fall som ger släta maskhål.
Donald Marolf vid University of California, Santa Barbara, noterar att arbetet lägger till insikt men täcker inte de vanligaste intrasslingsfallen. Den stora mångfalden av möjliga svarta håls-tillstånd överstiger de i vårt universum och kräver ytterligare studier. Swingle föreslår framtida användning av kvantdatorer för att simulera dessa fenomen, vilket potentiellt kan avancera både kvantteori och gravitationsforskning.