изследване

Най-важното предсказание на Стивън Хокинг получи нови доказателства

Лаборатория създаде аналогова черна дупкапредостави нови косвени доказателства, че тези мистериозни космически обекти наистина излъчват газови потоци от заредени частици, съобщава Science Alert, позовавайки се на ново научно изследване, публикувано в списанието Nature. Физиците твърдят, че създадената от тях аналогия с черната дупка има температура, която е необходима предпоставка за едно и също излъчване, предсказано от Стивън Хокинг.

Черните дупки не излъчват нищо. Или излъчва?

Според общата теория на относителността (GTR),нищо не може да избяга от черната дупка. Гравитационната им сила е толкова голяма, че дори светлината, най-бързото нещо във Вселената, не е способна да развие достатъчно скорост, за да излезе от своето влияние. Така, според GR, черните дупки не могат да отделят никакво електромагнитно излъчване.

Въпреки това, предложен през 1974 г. от ХокингТеорията казва, че ако добавим правилата на квантовата механика към въпроса, тогава черните дупки могат действително да излъчват нещо. Това е теоретичен тип електромагнитно излъчване, кръстен на самия Хокинг.

Това хипотетично излъчване приличаизлъчване на черно тяло, получено от температурата на черна дупка, която е обратно пропорционална на неговата маса. Учените не са успели да го намерят директно. Наскоро бяха направени първите реални снимки на черната дупка, така че всичко е още напред. Въпреки това, физиците вярват, че тази радиация, ако съществува, би била твърде слаба, за да бъде намерена с помощта на нашите съвременни научни инструменти.

Измерването на температурата на черната дупка също не е леснозадача. Черната дупка с масата на Слънцето ще има температура само на 60 нано Келвина. Космическото микровълново фоново излъчване, което ще погълне, ще бъде много по-високо от лъчението на Хокинг, което ще излъчи. Нещо повече, колкото по-голям е размерът на черната дупка, толкова по-ниска ще е температурата.

За да тестваме предположението на Хокинг, от физикатаИзраелският технически университет проведе експеримент с най-близкия "аналог" на черната дупка, който днес е създаден в лабораторни условия.

Ефектът на Хокинг е реален?

Изобретен е от израелски физик Джеф.Steinhauer през 2016 г. е Bose-кондензат от студени рубидиеви атоми (охладени почти до абсолютна нула), в един регион от който атомите се движат със свръхзвукови скорости, а в други се движат много бавно. Когато се движи, кондензатът създава така наречената акустична черна дупка, която улавя звук (фонони) вместо светлина (фотони). Quanta на звука, които попадат в тази област се пресичат един вид "акустичен хоризонт на събитията", тъй като те вече не могат да го напуснат. Изследвайки характеристиките на акустичния аналог на черната дупка, експертите стигнаха до заключението, че те са близки до теоретичните модели, което предполага наличието на радиация на Хокинг.

Все още влизам в експеримента през 2016 г. със Steinhauerколегите им успяха да докажат, че в акустичния хоризонт на събитията от техния аналог на черната дупка може да се появи двойка заплетени фонони, единият от които е отблъснат от атомите на бавно изтичащия Бозе кондензат в космоса, създавайки всъщност радиационния ефект на Хокинг. В същото време друг фонон от една двойка може да бъде абсорбиран от аналог на черна дупка поради високоскоростния кондензат.

Трябва да се отбележи, че в началото на тази година другаГрупа израелски физици от Института Вайцман под ръководството на Улф Леонхардт създадоха свой собствен аналог на черната дупка, където бе използвана оптична технология като основа за хоризонта на събитията. Тогава учените считат подобен наблюдаван резултат за статистическа аномалия. Новият експеримент на групата Steinhauer доказа, че това не е така. Резултатът от новия експеримент показа още веднъж, че един фотон може да бъде хвърлен в хипотетично пространство, а другият да бъде абсорбиран от хипотетична черна дупка. Leonhardt вече коментира успеха на групата Steinhauer:

- Поздравявам Джеф за този резултат. Това е много важна стъпка за цялата ни научна общност. Това е нещо, с което наистина трябва да се гордеем ”, казва ученият в статия в списание Physics World.

„Основната иновация в работата на учените еДобре проектирана верига за откриване, която те използват за извличане на температурата на излъченото лъчение. Полученият от тях с помощта на квантовия симулатор резултат дава първото доказателство за съществуването на радиация от Хокинг ”, коментира Силке Вайнфуртнер за резултата от работата на израелските учени и математици от Университета в Нотингам.

Доказателство, че Хокинг е правилно, нараства, но този нов метод за определяне на температурата на аналоговата черна дупка може да помогне за по-дълбоко разбиране на термодинамиката на черната дупка.

Можете да обсъдите новините в нашия чат.