Een paper van het Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), directeur Ooguri Hirosi en projectonderzoeker Matthew Dodelson over de snaartheoretische effecten buiten de fotonsfeer van het zwarte gat is geselecteerd voor de "Editors' Suggestion" van het tijdschrift Fysieke beoordeling D . Hun paper werd gepubliceerd op 24 maart, 2021.

In een kwantumtheorie van puntdeeltjes, een fundamentele grootheid is de correlatiefunctie, die de waarschijnlijkheid meet dat een deeltje zich van het ene punt naar het andere voortplant. De correlatiefunctie ontwikkelt singulariteiten wanneer de twee punten zijn verbonden door lichtachtige banen. In een vlakke ruimtetijd, er is zo'n uniek traject, maar wanneer de ruimtetijd gekromd is, er kunnen veel lichtachtige banen zijn die twee punten verbinden. Dit is het resultaat van zwaartekrachtlensvorming, die het effect van gebogen geometrie op de voortplanting van licht beschrijft.

In het geval van een zwart gat ruimtetijd, er zijn meerdere keren lichtachtige banen rond het zwarte gat, resulterend in een zwart gat foton bol, zoals te zien is in de recente opnamen door de Event Horizon Telescope (EHT) van het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel M87.

Uitgebracht op 10 april 2019, de afbeeldingen van de EHT-samenwerking legden de schaduw vast van een zwart gat en zijn fotonenbol, de ring van licht eromheen. Een fotonbol kan voorkomen in een gebied van een zwart gat waar licht dat in horizontale richting binnenkomt door de zwaartekracht kan worden gedwongen om in verschillende banen te reizen. Deze banen leiden tot singulariteiten in de bovengenoemde correlatiefunctie.

Echter, er zijn gevallen waarin de singulariteiten die worden gegenereerd door banen die zich meerdere keren rond een zwart gat kronkelen, in tegenspraak zijn met fysieke verwachtingen. Dodelson en Ooguri hebben aangetoond dat dergelijke singulariteiten worden opgelost in de snaartheorie.

In de snaartheorie elk deeltje wordt beschouwd als een bepaalde aangeslagen toestand van een snaar. Wanneer het deeltje langs een bijna lichtachtige baan rond een zwart gat reist, de kromming van de ruimtetijd leidt tot getijdeneffecten, die het touw uitrekken.

Dodelson en Ooguri toonden aan dat, als men rekening houdt met deze effecten, de singulariteiten verdwijnen consequent met fysieke verwachtingen. Hun resultaat levert bewijs dat een consistente kwantumzwaartekracht uitgebreide objecten zoals strings als vrijheidsgraden moet bevatten.

Ooguri zegt, "Onze resultaten laten zien hoe snaartheoretische effecten worden versterkt in de buurt van een zwart gat. Hoewel de effecten die we hebben gevonden niet sterk genoeg zijn om een ​​waarneembaar gevolg te hebben op het zwarte gat van ETH, verder onderzoek kan ons een manier tonen om de snaartheorie te testen met behulp van zwarte gaten."