Cea mai importantă prezicere a lui Stephen Hawking a primit noi dovezi

Găurile negre analogice create de laboratora furnizat noi dovezi indirecte că aceste obiecte spațiale misterioase emit fluxuri de gaze de particule încărcate, scrie Science Alert, referindu-se la un nou studiu științific publicat în revista Nature. Fizicienii susțin că analogia gaurii negre create de ei are o temperatură care este o condiție necesară pentru radiația cu același nume, prezisă de Stephen Hawking.

Găurile negre nu emit nimic. Sau radiază?

Conform teoriei generale a relativității (GTR),nimic nu poate scăpa de gaura neagră. Forța lor gravitațională este atât de mare încât chiar și lumina, cel mai rapid lucru din Univers, nu este capabilă să dezvolte suficienta viteză pentru a ieși din influența sa. Astfel, conform GR, găurile negre nu pot emite nici o radiație electromagnetică.

Cu toate acestea, propusă în 1974 de HawkingTeoria a spus că dacă adăugăm regulile mecanicii cuantice la întrebare, atunci găurile negre pot radia ceva. Acesta este un tip teoretic de radiație electromagnetică, numit după Hawking însuși.

Această radiație ipotetică se aseamănăradiația corpului negru produsă de temperatura unei găuri negre, care este invers proporțională cu masa sa. Oamenii de știință nu au reușit să o găsească direct. Recent, primele imagini reale ale gaurii negre au fost luate, deci totul este inca inainte. Cu toate acestea, fizicienii cred că această radiație, dacă există, ar fi prea slabă pentru a fi găsită folosind instrumentele noastre științifice moderne.

De asemenea, măsurarea temperaturii unei găuri negre nu este ușoarăsarcină. Gaura neagră cu masa Soarelui va avea o temperatură de numai 60 de nano-Kelvin. Radiația cosmică de fundal cu microunde, pe care o va absorbi, va fi mult mai mare decât radiația Hawking, pe care o va emite. Mai mult, cu cât dimensiunea unei găuri negre este mai mare, cu atât temperatura va fi mai mică.

Pentru a testa ipoteza lui Hawking, fizicaUniversitatea Tehnică din Israel a efectuat un experiment cu cel mai apropiat "analog" al găurii negre, care a fost creat astăzi în condiții de laborator.

Este radiația Hawking reală?

El a fost inventat de fizicianul israelian Jeff.Steinhauer în 2016 și este un condens Bose de atomi de rubidiu rece (răciți aproape la zero absolut), într-o regiune din care atomii se mișcă la viteze supersonice, în timp ce în cealaltă se mișcă foarte încet. Când se mișcă, condensul creează o așa-numită gaură neagră acustică care captează sunetul (fononii) în loc de lumină (fotoni). Quanturile de sunet care intră în această zonă intersectează un fel de "orizont de eveniment acustic", deoarece nu mai pot părăsi. Studiind caracteristicile analogului acustic al unei găuri negre, experții au ajuns la concluzia că au fost apropiați de modelele teoretice, implicând prezența radiației Hawking.

Începe încă experimentul în 2016 cu Steinhauercolegii lor au fost capabili să demonstreze că o pereche de fononi încurcați pot apărea în orizontul acustic al evenimentelor analogului lor al gaurii negre, dintre care unul este respins de atomi ai condensatului Bose încet care curge în spațiu, creând efectiv efectul radiației Hawking. În același timp, un alt fonon al unei perechi poate fi absorbit de un analog de gaură neagră din cauza condensatului de mare viteză.

Trebuie remarcat faptul că la începutul acestui an altulUn grup de fizicieni israelieni de la Institutul Weizmann sub conducerea lui Ulf Leonhardt și-au creat propriul analog al găurii negre, unde tehnologia fibrei a fost utilizată ca bază pentru orizontul evenimentului. Apoi oamenii de știință au considerat un rezultat asemănător observabil o anomalie statistică. Cu toate acestea, noul experiment al grupului Steinhauer a demonstrat că nu este. Rezultatul noului experiment a arătat încă o dată că un foton poate fi aruncat într-un spațiu ipotetic, iar celălalt absorbit de o gaură neagră ipotetică. Leonhardt a comentat deja cu privire la succesul Grupului Steinhauer:

"Îl felicit pe Jeff pentru acest rezultat. Acesta este un pas foarte important pentru întreaga noastră comunitate științifică. Acest lucru este ceva de care să fim foarte mândri ", a spus omul de știință într-un articol din revista Physics World.

"Principala inovație a muncii oamenilor de știință esteUn circuit de detecție bine conceput, pe care îl utilizează pentru extragerea temperaturii radiației emise. Rezultatele lor cu utilizarea simulatorului cuantice ofera prima dovada a existenței radiații Hawking“, - a comentat cu privire la rezultatul muncii de oameni de stiinta israelieni de la Universitatea Nottingham matematician Silke Vaynfurtner.

Dovada că Hawking avea dreptate crește, dar această nouă metodă de determinare a temperaturii unei găuri negre analogice poate ajuta la înțelegerea mai profundă a termodinamicii unei găuri negre.

Poți discuta știrile în chat-ul nostru de telegrame.