opći

"Zvučna crna rupa" pomoći će u rješavanju paradoksa koji je formulirao Stephen Hawking

Crne rupe su i dalje jedna od najvažnijihmisteriozni objekti u svemiru. Jednom u njihovom postojanju, malo je vjerovalo. A činjenica da postoje u stvarnosti opisana je samo u različitim fizičkim modelima. Pitanje je kako proučiti ono što se nalazi na udaljenosti od milijuna svjetlosnih godina od našeg planeta? Možda će odgovor na nju moći dati "zvučnu crnu rupu", što također pomaže u rješavanju jednog od paradoksa koji su se pojavili tijekom istraživanja Stephena Hawkinga. Ali što je "crna crna rupa"? Hajde da shvatimo.

Prvo moramo uroniti u povijest. Još 1974. Stephen Hawking je predložio da crna rupa nije stvarno crna. Njegova crna boja posljedica je činjenice da je gravitacija u području horizonta događaja toliko jaka da ni zrake svjetlosti ne mogu prevladati taj efekt. Istodobno, Hawking je pretpostavio da će prostorno-vremenska struktura na horizontu događaja iskusiti "kvantne oscilacije". To jest, u ovom trenutku, parovi čestica i antičestica mogu biti oslobođeni od djelovanja gravitacije i pojavljuju se na obje strane horizonta događaja.

Taj je proces nazvan Hawking radijacija. Zbog "kvantnih oscilacija", parovi čestica-antičestica koji nastaju iz vakuuma crne rupe pojavljuju se u blizini horizonta događaja crne rupe i jedan od njih "pada" unutar crne rupe, a drugi "odleti". Iz zakona o očuvanju energije slijedi da čestica “pala” izvan horizonta događaja mora imati negativnu energiju, dok “odletio” mora imati pozitivnu energiju. Drugim riječima, crne rupe gube energiju kada se emitiraju. Polako isparavaju i skupljaju se, te na kraju potpuno nestaju.

Što je paradoks crnih rupa

Problem je u tome što, prema Hawkingovim izračunima,zračenje crne rupe će biti slučajno. To znači da nepostojana crna rupa uništava informacije, a kvantna fizika se temelji na premisi da informacija nikada nije izgubljena. To je glavni paradoks zaključen u proučavanju prirode crnih rupa.

Također zanimljivo: "Prva istinita fotografija crne rupe"

Što je "Black Black Hole"?

Prije mnogo godina teoretski fizičar Bill Unruhtvrdili su da Hawkingove ideje o obzorima događanja crne rupe također treba primijeniti na "zvučne horizonte". Zvučni horizont je, grubo govoreći, analogan horizontu događaja, primijenjen na zvučne valove s jedinom razlikom da se brzina svjetlosti koristi kao jedinica brzine za crne rupe, a brzina zvuka za crne rupe.

U 2016. Jeff Steinhauer iz tvrtke Technion(Izraelski institut za tehnologiju) u gradu Haifi, Izrael, u jednom od eksperimenata ponovno je stvorio uvjete za pojavu samog "zvučnog horizonta", ubrzavajući tekućinu od rubidij-87 atoma do nadzvučne brzine. Iste je godine otkriven analog Hawking radijacije. Kvantne jedinice zvuka, zvane fononi, pojavile su se u parovima, a jedan je fonon bio usmjeren uzduž protoka pokretne tekućine, dok je drugi otišao uzvodno i pobjegao.

Sada, tri godine kasnije, poboljšanaaparat je dopuštao "provjeru Hawkingovih predviđanja". U svom novom radu Steinhauer i trojica njegovih zaposlenika otkrili su da njihovo zvučno zračenje nema nikakvih informacija.

“Otkriće nam daje naznake o informacijamaparadoks. Termalni oblik spektra sugerira da Hawkingovo zračenje ne nosi nikakve informacije. Stoga moramo tražiti informacije na drugim mjestima kako bismo ih riješili. "


Usporedba "zvučnih" i "svemirskih" crnih rupa

Ključno je pitanje hoće lirazmotrite prostor-vrijeme na horizontu događaja crne rupe kao kontinuirano. Novi podaci potvrđuju da u slučaju fluida, čiji je tok, kao što je dobro poznato, kontinuiran, paradoks i dalje prisutan, budući da energija "zvučne crne rupe", koja se smanjuje, dovodi do gubitka informacija.

Ali postoji velika smetnja: stanje koje je moguće za tekućine ne može raditi za prostor-vrijeme, što ne mora nužno imati kontinuirani tijek u području horizonta događaja crne rupe. Prisutnost "prekinutog" toka vremena u području horizonta događaja može objasniti paradoks povezan s gubitkom informacija, jer u ovom slučaju parovi čestica koje proizvodi Hawking Radiation ne nestaju bez traga, već jednostavno "idu na drugu razinu" prostora-vremena.

Dakle, ako uspijete modelirati"Intermitentni" tok u okviru eksperimenata s "zvukom crne rupe", moći ćemo riješiti paradoks povezan s nestankom informacija koje nastaju u području horizonta događaja crne rupe.

Raspravite o ovim i drugim vijestima koje možete u našoj razgovor u Telegramu.