Kara delikler genellikle ölen yıldızlarla veya galaksilerin merkezleriyle ilişkilendirilen şeylerdir - büyük, dramatik, gözden kaçması zor. Ama fizik, her zamanki gibi neşe kaçıran tarafıyla, katı bir alt boyut sınırı olmadığını söylüyor. Doğru koşullar altında, uzayzaman tuhaf ve kritik bir duruma girdiğinde ve kendini tekrarlayan, kristal benzeri bir desende organize ettiğinde mikroskobik kara delikler oluşabilir. Evet, uzayzaman kristalleri. Artık bu bir şey.

Goethe Üniversitesi Frankfurt ve TU Wien'den araştırmacılar nihayet bu süreci matematiksel olarak tanımlamayı başardılar. İlk kez, fenomen için tam bir formül türettiler - özünde "kağıt ve kalem" kullanarak. Neden süper bilgisayar kullanasın ki, eski usul yapabiliyorken?

Fikir 1993'e kadar uzanıyor; bilgisayar simülasyonları, kara deliklerin kritik çöküş yoluyla kendiliğinden oluşabileceğine dair ilk ipuçlarını verdiğinde - enerjideki küçücük bir dürtünün her şeyi değiştirebileceği hassas bir denge durumu. Suyu sıfır santigrat derecede düşünün: küçük bir değişiklik onu buz kristallerine dönüştürür. Benzer şekilde, kritik koşullar altında, uzayzaman eğriliği kendini uzay ve zaman boyunca tekrarlayan bir desende düzenleyerek bir "uzayzaman kristali" oluşturabilir.

Bu kristal, TU Wien'den Prof. Daniel Grumiller'in deyimiyle "çok tuhaf ve büyüleyici bir nesne". İki yöne gidebilen kararsız bir ara durum: ya dağılıp geride serbestçe hareket eden parçacıklarla sıradan uzayzamanı bırakabilir - ya da küçücük bir enerji eklerseniz bir kara deliğe dönüşür. Çünkü elbette öyle olur.

On yıllar boyunca fizikçiler simülasyonları denklemlerle yeniden üretmek için uğraştılar. Atılım, ekibin arsız bir işten kaçınma yöntemi denemesiyle geldi: matematiği evrenimizin sahip olduğundan daha fazla boyutta yaptılar. Evrenimizin dört boyutu var (üç uzay, bir zaman), ama hiçbir şey beş, kırk iki, hatta sonsuz sayıda boyut için denklem yazmanı engellemiyor. Şaşırtıcı bir şekilde, boyutları sonsuza çıkardığınızda problem kolaylaşıyor. Bu, bir labirenti duvarın üzerinden geçerek çözmek gibi.

Ekip önce problemi sonsuz boyutlarda çözdü, sonra çözümün dört boyuta geri çevrilebilir olup olmadığını kontrol etti. Bu matematiksel sapma, daha önce analitik olarak elde edilmesi son derece zor olan kritik çöküş hakkında bilgi edinmelerini sağladı.

"Tekniğimiz dikkat çekici derecede kararlı çıkıyor," diyor TU Wien'den Florian Ecker. "İstenen hassasiyete bağlı olarak, ek yaklaşım yöntemleri kullanarak formüllerimizi sistematik olarak iyileştirebiliriz." Yani fizikçiler artık kara delik oluşumunu ve diğer aşırı uzayzaman davranışlarını yalnızca bilgisayar simülasyonlarına güvenmeden incelemek için yeni bir araca sahipler. Çünkü hiçbir şey 'ilerleme' demek değildir, bir kalemle daha fazlasını yapmak gibi.

Araştırma Viyana Teknoloji Üniversitesi tarafından sağlandı. Not: İçerik stil ve uzunluk için düzenlenmiş olabilir - ve bu durumda, cömert bir alaycılık dozuyla.