У лабораторії була створена чорна діра: вона довела теорію Стівена Гокінга
Новий експеримент показав, що теоретичне випромінювання Гокінга, яке випускає чорна діра, не тільки існує, але й має свої особливості.
Учені з Амстердамського університету, що в Нідерландах. створили в лабораторії аналог чорної діри. Вони використовували ланцюжок атомів, щоб створити подобу горизонту подій цього об'єкта. В результаті вони спостерігали випромінювання, яке схоже на випромінювання Гокінга, тобто виліт частинок, які з'явилися в результаті збурення квантових флуктуацій, викликаних випаровуванням чорної діри, пише ScienceAlert.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтеся, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Чорні діри є не лише найдивнішими об'єктами в космосі, а й одними з найщільніших, які мають величезну масу. У кожній чорній дірі існує певна межа — горизонт подій, долаючи який, 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 діру, і щодо цього існує багато теорій.
Але в 1974 році фізик Стівен Гокінг припустив, що переривання квантових флуктуацій, яке спричинене горизонтом подій, призводить до появи випромінювання, дуже схожого на теплове випромінювання. Це явище згодом назвали випромінюванням Гокінга, і воно залишається лише теоретичним, адже воно надто слабке, щоб його можна було виявити. Але властивості цього випромінювання можна вивчити, якщо створити аналог чорної діри в лабораторії. Квантові флуктуації у квантовій механіці — це будь-яке відхилення від середнього значення величини, що характеризує велику кількість частинок, які взаємодіють.
За словами вчених, дослідження чорних дір може допомогти в 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 на фоні зовнішнього простору-часу, а в теорії відносності зовнішнього простору-часу немає. Він сам по собі є складовою теорії та залежить від характеристик цих елементарних частинок. Проте квантова теорія гравітації могла б повністю описати все, що відбувається в Усесвіті.
Щодо нового експерименту з чорною дірою, то вчені використовували ланцюжок атомів, щоб створити подобу горизонту подій цього об'єкта. Під час переміщення частинок через цей кордон фізики могли змусити зникнути їхні певні властивості.
У результаті це призвело до того, що температура цього середовища підвищилася, як і передбачали припущення Гокінга. За словами вчених, заплутаність частинок, які перетинають горизонт подій, відіграє важливу роль у створенні цього випромінювання. Також експеримент показав, що випромінювання Гокінга є схожим на теплове випромінювання лише в 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 Гокінга 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 діри в лабораторії. Як уже писав Фокус, ще три роки тому вчені також провели подібний експеримент. Але він відрізнявся від описаного вище.
Докладніше про випромінювання Гокінга та про те, як вчені виявили нові властивості чорних дір, Фокус уже писав.
Також Фокус писав про те, що вчені припускають, що їм вдалося розгадати парадокс чорної діри Стівена Гокінга.
Нагадуємо, що Фокус уже писав про найнезвичайніші теорії Стівена Гокінга, які згодом знайшли своє підтвердження.