общ

"Звук черна дупка" ще помогне за решаване на парадокс, формулиран от Стивън Хокинг

Черните дупки са все още един от най-големитезагадъчни обекти във Вселената. Някога в своето съществуване малцина вярваха. А фактът, че те съществуват в действителност, е описан само в различни физически модели. Въпросът е как да изучаваме какво се намира на разстояние от милиони светлинни години от нашата планета? Може би отговорът ще бъде в състояние да даде "звук черна дупка", което също помага за решаване на един от парадоксите, които са възникнали по време на изследването на Стивън Хокинг. Но какво е „здрава черна дупка“? Нека го разберем.

Първо трябва да се потопим в историята. През 1974 г. Стивън Хокинг предположи, че черната дупка не е черна. Черният му цвят се дължи на факта, че гравитацията в областта на хоризонта на събитието е толкова силна, че дори лъчите на светлината не могат да преодолеят този ефект. В същото време Хокинг предположи, че пространствено-времевата структура на хоризонта на събитията ще изпита “квантови колебания”. Това означава, че в този момент двойки частици и античастици могат да бъдат освободени от ефектите на гравитацията и да се появят от двете страни на хоризонта на събитията.

Този процес се нарича лъчение Хокинг. Благодарение на "квантовите осцилации", двойките частици-античастици, произтичащи от вакуума на черната дупка, се появяват в близост до хоризонта на събитията на черната дупка и един от тях "пада" в черната дупка, а другият "излита". От закона за запазване на енергията следва, че частица, "паднала" отвъд хоризонта на събитието, трябва да има отрицателна енергия, докато "отлетяла" трябва да има положителна енергия. С други думи, черните дупки губят енергия, когато се излъчват. Те бавно се изпаряват и свиват, като накрая изчезват напълно.

Какъв е парадоксът на черните дупки

Проблемът е, че според изчисленията на Хокинг,лъчението с черна дупка ще бъде случайно. Това означава, че нестабилната черна дупка унищожава информацията, а квантовата физика се основава на предпоставката, че информацията никога не се губи. Това е основният парадокс, заключен в изследването на природата на черните дупки.

Също така интересно: "Първата истинска снимка на черна дупка"

Какво е “Звук Черно Дупка”?

Преди много години теоретичният физик Бил Унрухтвърди, че идеите на Хокинг за хоризонтите на събития с черна дупка трябва да се прилагат и за „здрави хоризонти“. Грубо казано, звуковият хоризонт е аналог на хоризонта на събитията, прилаган към звуковите вълни, с единствената разлика, че скоростта на светлината се използва като единица скорост за черни дупки и скоростта на звука за звукови черни дупки.

През 2016 г. Джеф Щайнхауер от Technion(Израелският технологичен институт) в град Хайфа, Израел, в един от експериментите пресъздаде условията за появата на самия "звуков хоризонт", ускорявайки течността от рубидиевите атоми до свръхзвукова скорост. През същата година е открит аналог на Хокинг Радиация. Квантовите единици звук, наречени фонони, се появяват по двойки и един фонон е насочен по течението на движещия се флуид, а другият се издига нагоре и избяга.

Сега, три години по-късно, подобреноапаратът позволи да се проверят предсказанията на Хокинг. В новата си работа Щайнхауер и трима негови служители откриха, че звуковото им излъчване не носи информация.

- Откритието ни дава намеци за информацияпарадокс. Термичната форма на спектъра предполага, че радиацията на Хокинг не носи никаква информация. Затова трябва да търсим информация на друго място, за да я разрешим. "


Сравнение на "звукови" и "космически" черни дупки

Ключовият въпрос е далиразгледайте пространството-време на хоризонта на събитие с черна дупка като непрекъснато. Новите данни потвърждават, че в случай на флуид, чийто поток, както е известно, е непрекъснат, парадоксът продължава да съществува, тъй като енергията на “звука черна дупка”, намаляваща, води до загуба на информация.

Но има голямо затруднение: условие, което е възможно за течности, може да не работи за време-пространство, което може да не е задължително да има непрекъснат ход в областта на хоризонта на събитията на черната дупка. Наличието на „прекъснат” поток от време в областта на хоризонта на събитията може да обясни парадокс, свързан с загуба на информация, защото в този случай двойките частици, произведени от Хокинг Радиация, не изчезват без следа, а просто „отиват на друго ниво” на пространството-време.

Така че, ако успеете да моделирате„Прекъсващ” поток в рамките на експерименти с „здравата черна дупка”, ще можем да разрешим парадокс, свързан с изчезването на информация, която се появява в района на хоризонта на събитията на черната дупка.

Обсъдете тази и други новини, които можете да направите в нашата чат в Телеграма.