istraživanje

Najvažnije predviđanje Stephena Hawkinga dobilo je nove dokaze

Laboratorij je stvorio analognu crnu rupupružio je nove neizravne dokaze da ti misteriozni svemirski objekti stvarno emitiraju struje plina nabijenih čestica, prenosi Science Alert, pozivajući se na novo znanstveno istraživanje objavljeno u časopisu Nature. Fizičari tvrde da analogija crne rupe koju stvaraju ima temperaturu koja je preduvjet za isto zračenje koje predviđa Stephen Hawking.

Crna rupa ne emitira ništa. Ili zrači?

Prema općoj teoriji relativnosti (GTR),ništa ne može pobjeći iz crne rupe. Njihova gravitacijska sila je toliko velika da čak i svjetlost, najbrža stvar u svemiru, nije sposobna razviti dovoljnu brzinu da izbije iz svog utjecaja. Prema tome, prema GR, crne rupe ne mogu emitirati nikakvo elektromagnetsko zračenje.

Međutim, predložio je 1974. HawkingTeorija je rekla da ako dodamo pravila kvantne mehanike na pitanje, onda crne rupe zapravo mogu zračiti nešto. To je teoretski tip elektromagnetskog zračenja, nazvanog po samom Hawkingu.

Ovo hipotetičko zračenje sličizračenje crnog tijela koje proizvodi temperatura crne rupe, koja je obrnuto proporcionalna njegovoj masi. Znanstvenici ga nisu uspjeli pronaći izravno. Nedavno su snimljene prve prave slike crne rupe, tako da je sve pred nama. Ipak, fizičari vjeruju da bi to zračenje, ako postoji, bilo preslabo da bi ga se moglo pronaći pomoću naših modernih znanstvenih instrumenata.

Mjerenje temperature crne rupe također nije lakozadatak. Crna rupa s masom Sunca imat će temperaturu od samo 60 nano Kelvina. Kosmičko mikrovalno pozadinsko zračenje, koje će apsorbirati, bit će puno veće od Hawkingovog zračenja, koje će emitirati. Štoviše, što je veća veličina crne rupe, niža je njezina temperatura.

Za testiranje Hawkingove pretpostavke, od fizikeIzraelsko tehničko sveučilište provelo je eksperiment s najbližim "analogom" crne rupe, koji je danas stvoren u laboratorijskim uvjetima.

Je li Hawkingova zračenja stvarna?

Izumio ga je izraelski fizičar Jeff.Steinhauer je 2016. godine Bose-kondenzat hladnih atoma rubidija (hlađen gotovo do apsolutne nule), u jednom području u kojem se atomi kreću pri nadzvučnim brzinama, dok se u drugom kreću vrlo sporo. Kada se kreće, kondenzat stvara tzv. Akustičnu crnu rupu koja hvata zvuk (fonone) umjesto svjetla (fotona). Kvanta zvuka koja pada u ovo područje presijeca neku vrstu "horizonta akustičnih događaja", budući da ga više ne mogu napustiti. Proučavajući karakteristike akustičnog analoga crne rupe, stručnjaci su zaključili da su bliski teoretskim modelima, implicirajući prisutnost Hawkingovog zračenja.

Još uvijek ulazi u eksperiment 2016 sa Steinhaueromnjihovi kolege pokazali su da se par akumuliranih fonona može pojaviti u akustičnom horizontu događaja njihovog analoga crne rupe, od kojih se jedan odbija od atoma polako tečećeg Bose kondenzata u prostor, stvarajući zapravo Hawkingov radijacijski učinak. U isto vrijeme, drugi fonon para može se apsorbirati pomoću analogne crne rupe zbog kondenzata velike brzine.

Treba napomenuti da je početkom ove godine još jedanSkupina izraelskih fizičara iz Weizmann instituta pod vodstvom Ulfa Leonhardta stvorila je vlastiti analog crne rupe, gdje je tehnologija vlakana poslužila kao osnova za horizont događaja. Tada su znanstvenici smatrali sličan vidljiv rezultat statističkom anomalijom. Međutim, novi eksperiment Steinhauer grupe dokazao je da nije. Rezultat novog eksperimenta još je jednom pokazao da se jedan foton može baciti u hipotetički prostor, a drugi apsorbirati hipotetskom crnom rupom. Leonhardt je već komentirao uspjeh Steinhauer grupe:

- Čestitam Jeffu ​​na tom rezultatu. Ovo je vrlo važan korak za cijelu našu znanstvenu zajednicu. Na to treba biti jako ponosan ”, rekao je znanstvenik u članku u časopisu Physics World.

"Glavna inovacija u radu znanstvenika jeDobro osmišljen detekcijski krug koji koriste za izdvajanje temperature emitiranog zračenja. Rezultat dobiven pomoću kvantnog simulatora daje prvi dokaz o postojanju zračenja kod Hawkinga ”, komentirao je Silke Weinfurtner o rezultatima rada izraelskih znanstvenika i matematičara sa Sveučilišta u Nottinghamu.

Dokazi da je Hawking bio u pravu raste, ali ova nova metoda određivanja temperature analogne crne rupe može pomoći da se dublje shvati termodinamika crne rupe.

O vijestima možete razgovarati u našem telegramu.