Een team van natuurkundigen onder leiding van dr. Maria Spiropulu van het California Institute of Technology (Caltech) heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het begrijpen van wat zich in een zwart gat bevindt. Door quantum computing- en machine learning-technieken te combineren, zijn ze erin geslaagd het gedrag van materie onder extreme zwaartekrachtomstandigheden te simuleren.

Zwarte gaten zijn gebieden in de ruimte met zulke sterke zwaartekrachten dat niets, zelfs licht niet, eraan kan ontsnappen. Dit maakt ze lastig te bestuderen, omdat er van buitenaf geen informatie over de binnenkant van een zwart gat direct waarneembaar is.

Het team van Dr. Spiropulu kon echter de principes van de kwantummechanica gebruiken om het gedrag van deeltjes nabij de rand van een zwart gat, bekend als de waarnemingshorizon, te simuleren. Ze deden dit door een kwantumcomputersimulatie te maken van een deeltje dat door zwaartekracht instort.

Uit de simulatie bleek dat wanneer het deeltje naar het zwarte gat valt, het extreme getijdenkrachten ervaart die het uitrekken en samendrukken. Deze krachten worden zo sterk dat de kwantumeigenschappen van het deeltje naar voren komen, waardoor het zich op onverwachte manieren gaat gedragen.

Om de complexe gegevens uit de simulatie te interpreteren, wendde het team van Dr. Spiropulu zich tot machinale leertechnieken. Ze ontwikkelden algoritmen die de verschillende fysieke processen die zich in de buurt van het zwarte gat afspelen, konden identificeren en classificeren.

Met behulp van deze hulpmiddelen konden de onderzoekers waardevolle inzichten verwerven in het gedrag van materie in extreme zwaartekrachtomgevingen. Ze ontdekten dat het deeltje een faseovergang ondergaat wanneer het de gebeurtenishorizon nadert, en verandert van een normale toestand naar een kwantumtoestand.

Dit onderzoek betekent een doorbraak in ons begrip van zwarte gaten en de fundamentele aard van zwaartekracht. Het opent nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van het gedrag van materie onder extreme omstandigheden en het onderzoeken van de mysteries die verborgen liggen in zwarte gaten.