新しい研究は、時間はブラックホールの中で逆行する結論です

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物理学レビュー・レター(Physical Review Letters)誌に掲載された新しい研究論文は、一般相対論のかなりの新しい理解をもたらしました。そして、ブラックホールの中で奇妙な物理学が起こっていることを発見しました。具体的には、時間の方向が、それらの中で逆転する可能性があります。幾つかの物理的手順は、時間に完全に対称的です。振り子を例に取ります。もしも誰かが、振り子が揺れているビデオをあなたに見せたのならば、ビデオが実際に進んでいるのか巻き戻しているのか、あなたは区別できません。

しかし一部のプロセス[過程]は、全く対称的ではありません。私達は、振り子が摩擦のために最終的に遅くなることがわかります。そして、それがある時点で引き起こされたことを私達は知っています。だから私達は、物理学に時間的方向性を与えることができます。時間の方向性とそれに対する私達の見解は、イギリス(British)の天文学者アーサー・エディントン(Arthur Eddington)氏により「時間の矢(Arrow of Time)」と呼ばれました。それは、宇宙のエントロピー(entropy)と結びついています。

事象の地平線(Event horizons)は、一般相対性理論の数学から出てきますが、しかし事象の地平線についての最も単純な数学的説明は、パラドックス(paradox)につながります。事象の地平線は、ビッグバン(Big Bang)からその死まで、宇宙の歴史の全てを含んでいなければなりません。宇宙が決定論的でなければならず、その過去と未来がブラックホールの「表面(skin)」に刻まれていると仮定しているように、これは多数の複雑さを生み出します。このパラドックスは、ブラックホールの物理学の説明や予測には影響しませんが、ブラックホールのしくみを正しく理解するためには、それは明らかに制限要因です。

新しい研究は、ブラックホール物理学での重要なギャップを埋めることを試みています。この論文の基本概念は、ホログラフィック原理(holographic principle)に基づいています。事象の地平線の論文の著者によれば、本質的にホログラフィック・スクリーン(holographic screen)で、正確なエントロピーを持つ超曲面(hypersurface)です。あなたは、過去のホログラフィック・スクリーンと将来のホログラフィック・スクリーンの2種類のホログラフィックスクリーンを持て、表面内でのエントロピーが増加しているのか減少しているのか、責任を負います。

研究著者のネッタ・エンゲルハート(Netta Engelhardt)氏はPhys.orgに伝えました。「ホログラフィック・スクリーンはある意味で、強い重力場の領域への局所的な境界です。未来のホログラフィック・スクリーンは、物質を一緒に引き寄せる重力場に対応しています… 過去のホログラフィック・スクリーンは物質を拡散させる領域に対応します… 」

もしも、この原則が宇宙全体に適用されるのならば、エントロピーの矢印は熱力学の第二法則(the second law of thermodynamics)で安定しています。エントロピーは増大し、時間が進みます。しかし、ブラックホールへの法則の使い方は、興味深い結果をもたらします。ブラックホール内では、エントロピーは減少します(物事がより構築化されます)。そうして、熱力学的には時間が逆行します。

これはエキサイティングな結果で、その論文は重要です。何故ならば、一般相対論における第一領域法則を検証し、それはブラックホールの物理学での長年の問題を解決したかもしれないからです。

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phys.orgwww.iflscience.com(参考記事)

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