En artikel från Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) direktör Ooguri Hirosi och projektforskaren Matthew Dodelson om strängteoretiska effekter utanför det svarta hålets fotonsfär har valts ut för tidskriftens "Redaktörsförslag" Fysisk granskning D . Deras tidning publicerades den 24 mars, 2021.

I en kvantteori om punktpartiklar, en fundamental storhet är korrelationsfunktionen, som mäter sannolikheten för en partikel att fortplanta sig från en punkt till en annan. Korrelationsfunktionen utvecklar singulariteter när de två punkterna är förbundna med ljusliknande banor. I en platt rumstid, det finns en så unik bana, men när rymdtiden är krökt, det kan finnas många ljusliknande banor som förbinder två punkter. Detta är ett resultat av gravitationslinser, som beskriver effekten av krökt geometri på ljusets utbredning.

I fallet med ett svart hål rumtid, det finns ljusliknande banor som slingrar sig runt det svarta hålet flera gånger, resulterar i en svart håls fotonsfär, som ses på de senaste bilderna av Event Horizon Telescope (EHT) av det supermassiva svarta hålet i mitten av galaxen M87.

Släpptes den 10 april, 2019, EHT Collaborations bilder fångade skuggan av ett svart hål och dess fotonsfär, ljusringen som omger den. En fotonsfär kan uppstå i ett område av ett svart hål där ljus som kommer in i horisontell riktning kan tvingas av gravitationen att färdas i olika banor. Dessa banor leder till singulariteter i den tidigare nämnda korrelationsfunktionen.

Dock, det finns fall när singulariteterna som genereras av banor som slingrar sig runt ett svart hål flera gånger motsäger fysiska förväntningar. Dodelson och Ooguri har visat att sådana singulariteter löses i strängteorin.

I strängteorin, varje partikel betraktas som ett speciellt exciterat tillstånd av en sträng. När partikeln färdas längs en nästan ljusliknande bana runt ett svart hål, rumtidskrökningen leder till tidvatteneffekter, som sträcker snöret.

Dodelson och Ooguri visade att, om man tar hänsyn till dessa effekter, singulariteterna försvinner i linje med fysiska förväntningar. Deras resultat ger bevis på att en konsekvent kvantgravitation måste innehålla utökade objekt som strängar som dess frihetsgrader.

Ooguri säger, "Våra resultat visar hur strängteoretiska effekter förstärks nära ett svart hål. Även om effekterna vi hittade inte är tillräckligt starka för att ha en observerbar konsekvens på ETH:s svarta hålsbild, ytterligare forskning kan visa oss ett sätt att testa strängteori med hjälp av svarta hål."