Вчені з Амстердамського університету Нідерланди створили в лабораторії аналог чорної діри. Вони використовували ланцюжок атомів, щоб створити подобу обрії подій цього об'єкта. В результаті вони спостерігали випромінювання, яке схоже на випромінювання Хокінга, тобто виліт частинок, які з'явилися в результаті обурення квантових флуктуацій, викликаних випаровуванням чорної діри, пише ScienceAlert.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та захоплюючі новини зі світу науки!
Чорні дірки є не лише найдивнішими об'єктами в космосі, а й одними з найщільніших, які мають величезну масу. У кожній чорній дірі існує певна межа – обрій подій, долаючи яку жодна частка, навіть зі швидкістю світла не може вилетіти назад із чорної діри. Ніхто точно не знає, що відбувається з речовиною, яка потрапила в чорну дірку і щодо цього існує багато теорій.
Але в 1974 році фізик Стівен Хокінг припустив, що переривання квантових флуктуацій, яке спричинене горизонтом подій, призводить до появи випромінювання, дуже схожого на теплове випромінювання.
Це явище згодом назвали випромінюванням Хокінга і воно залишається лише теоретичним, адже воно надто слабке, щоб його можна було виявити. Але властивості цього випромінювання можна вивчити, якщо створити аналог чорної дірки у лабораторії. Квантові флуктуації в квантовій механіці – це будь-яке відхилення від середнього значення величини, що характеризує велику кількість частинок, що взаємодіють.
За словами вчених, дослідження чорних дірок може допомогти у побудові теорії квантової гравітації. Але проблема в тому, що ця теорія намагається поєднати різні концепції опису Всесвіту – загальну теорію відносності Ейнштейна та квантову механіку. Остання описує еволюцію елементарних частинок і натомість зовнішнього простору-часу, а теорії відносності зовнішнього простору-часу немає. Воно саме по собі є складовою теорії та залежить від характеристик цих елементарних частинок. Проте квантова теорія гравітації могла б повністю описати все, що відбувається у Всесвіті.
Щодо нового експерименту з чорною діркою, то вчені використовували ланцюжок атомів, щоб створити подобу обрії подій цього об'єкта.
Під час переміщення частинок через цей кордон фізики могли змусити зникнути їх певні властивості.
В результаті це призвело до того, що температура цього середовища підвищилася, як і передбачали припущення Хокінга. За словами вчених, заплутаність частинок, які перетинають обрій подій, відіграє важливу роль у створенні цього випромінювання. Також експеримент показав, що випромінювання Хокінга є схожим на теплове випромінювання лише у певних ситуаціях і коли змінюється викривлення простору-часу через гравітацію.
Поки не ясно, як нові дані можна застосувати до теорії квантової гравітації, але моделювання вчених пропонує спосіб вивчення появи випромінювання Хокінга в середовищі, на яке не впливає динаміка формування чорної діри. За словами вчених, його можна використовувати в різних експериментальних установках.
Варто зауважити, що вже не вперше вчені виготовляють аналог чорної дірки в лабораторії. Як уже писав Фокус ще три роки тому вчені також провели подібний експеримент. Але він відрізнявся від описаного вище.
Докладніше про випромінювання Хокінга та про те, як вчені виявили нові властивості чорних дірок, Фокус уже писав.
Також Фокус про те, що вчені припускають, що їм вдалося розгадати парадокс чорної дірки Стівена Хокінга.
Нагадуємо, що Фокус вже писав про найнезвичайніші теорії Стівена Хокінга, які згодом знайшли своє підтвердження.
