来自大阪大学、日本大学和中央大学的一个研究小组提出了一个新的理论框架，该框架的实验可以在实验室中进行，从而更好地理解黑洞的物理学。这个项目可以阐明在难以想象的大尺度和小尺度上支配宇宙的基本法则。
最近，当视界望远镜首次发布黑洞图像时，整个世界都惊呆了。或者，更准确地说，这些照片显示了一个明亮的圆圈，叫做爱因斯坦环，它是由刚刚逃脱黑洞巨大引力的光线形成的。根据广义相对论，这个光环是由于时空结构本身被黑洞的质量扭曲得像一个巨大的透镜。
不幸的是，我们对黑洞的理解仍然不完整，因为广义相对论——用于描述恒星和星系尺度上的自然规律——目前与量子力学不相容，而量子力学是我们关于宇宙如何在非常小的尺度上运行的最佳理论。根据定义，黑洞有一个巨大的质量被压缩到一个很小的空间里，要理解它们，调和这些非常成功但迄今为止相互矛盾的理论是必要的。
解决这个难题的一种可能的方法是弦理论，它认为所有的物质都是由非常小的振动弦构成的。这个理论的一个版本预测了我们在熟悉的四维空间(三维空间加上时间)中感知到的物理定律和在一个额外维度空间中的弦之间的对应关系。这有时被称为“全息二元性”，因为它让人想起二维全息板，它包含了三维物体的所有信息。
在这项新发表的研究中，作者桥本浩司(大阪大学)、村田庆举(日本大学)和木下正弘(中央大学)应用这一概念，展示了一个二维球体的表面如何可以用于桌面实验来模拟三维黑洞。在这个装置中，光从球的一个点发射到另一个点，这应该显示出黑洞，如果球形材料允许全息术。
作者桥下彻说:“模拟黑洞的全息图像，如果被这个桌面实验观测到，可能会成为通往量子引力世界的入口。”研究人员还计算了爱因斯坦环的半径，如果这个理论是正确的，它将被观测到。
“我们的希望是，这个项目为更好地理解我们的宇宙在基本层面上是如何真正运作的，展示了前进的道路，”作者村田惠菊(Keiju Murata)说。
