Наука

Црна рупа измишљена у лабораторији чини исте чудне ствари за које је Степхен Хавкинг мислио да ће то учинити

2024

Кад нешто раздвоји физику, прелазите у квантна царство, место насељено црним рупама, црвоточинама и другим стварима које су биле звезде више научнофантастичних филмова. Оно што живи у квантном царству или још није доказано да постоји или се понаша чудно ако постоји.

Црне рупе често упадају у то царство. С обзиром на то да се ове срушене звезде - барем већина њих - не могу улетети у свемирску летелицу (осим ако то више никада не желите да видите), један физичар је одлучио да је најбољи начин да им се приближите под дословним микроскопом. Јефф Стеинхауер је желео да зна да ли црне рупе зраче честице као што је то рекао покојни Степхен Хавкинг. Пошто један од ових левијатана никада не би стао у лабораторију, он и његов истраживачки тим створили су га управо овде на Земљи.

Морамо схватити како видимо како звучни таласи Хавкинговог зрачења падају и излазе, Стеинхауер, који је коаутор студије недавно објављене у Пхисицс Натуре , рекао је СИФИ ВИРЕ. Требали би бити врло благи. Гледање овог зрачења из праве црне рупе је преслабо и било би потпуно надјачано другим изворима зрачења, због чега желимо да га видимо у аналогном систему.

Овај аналог црне рупе био је више цев, за разлику од спектакуларних вртложних ствари које бисте могли видети на НАСА -иним сликама попут оне горе. У сваком случају, светлосна емисија око таквог чудовишта црних рупа је заправо само сва прашина и гас и друге звездне ствари које прождире. Стеинхауеров тим није имао потребу за целином акрецијски диск . Само су хтели да виде да ли је једна од квантно испреплетених честица отишла на ивицу хоризонт догађаја би побегао како је Хокинг предвидео. Квантно преплитање значи да ће се две честице понашати на потпуно исти начин, где год се налазиле у времену и простору.

проналазак Хуго Цабрет критике

Степхен Хавкинг, који је теоретизирао да црне рупе зраче фотоне натраг у свемир. Заслуге: Фредерицк М. Бровн/Гетти Имагес

Када једна од пар испреплетених честица оде предалеко и прође хоризонт догађаја, али друга успе да остане само на ивици тачке без повратка, на крају ће се зрачити назад у свемир. Ово је Хокингово зрачење. У аналогној црној рупи од рубидијум гаса, истраживачи су заменили звучне таласе светлосним таласима које црне рупе једу у свемиру јер атоми рубидијума зумирају брже од брзине звука, тако да ниједан звучни талас који допре до хоризонта догађаја никада не може побећи. Међутим, други заплетени звучни талас био би изван хоризонта догађаја, где је проток гаса био много спорији и могао се кретати.

Морали смо да тражимо нешто повезано унутар и изван црне рупе, рекао је Стеинхауер. Сваки пут када постоји мали талас унутар црне рупе, има таласа изван црне рупе, и то се морало поновити хиљадама пута. Морате да наставите да тражите талас унутра и истовремени талас који излази.

Будући да би камера која је фотографисала аналогну црну рупу тренутно могла да је уништи, аналог је морао да се изнова и изнова ствара. Сваки од њих био је дугачак око 0,1 милиметра и сачињен од око 8.000 атома. Само да бисмо стекли увид у то колико је ово невероватно мало, период на крају ове реченице има најмање милијарду атома. Сваки пут када је створен нови аналогни тим, тим је морао да пронађе парове звучних таласа у којима се један талас кретао према равномерном хоризонту, а други је већ прошао поред њега. Рубидијум гас тече брже од брзина звука , тако да је то спречило избијање једног од ових звучних таласа, баш као што смртоносна гравитација црне рупе у свемиру значи скору пропаст.

Поновљено фотографисање показало је да Хокингово зрачење остаје константно. Тим је требао толико података да пронађе довољну корелацију између понашања свих ових парова звучних таласа. Испоставило се да су сваки пут радили исто, па је Хокинг био у праву. Бар се овај експеримент показао у праву. Док не нађемо неки начин да проучавамо црне рупе у свемиру помоћу телескопа технолошки напреднијег него што можемо замислити, теоријске студије попут Хокингове морат ће потврдити да ли ће се то вјероватно догодити у стварним црним рупама. Стеинхауер жели да иде даље, као у квантна гравитација .

Желео бих да идем даље од Хокинговог прорачуна, да узме у обзир квантну гравитацију, рекао је. Према општој теорији релативности, можете схватити правилну гравитацију ако знате колико је тело масивно. Квантна гравитација има случајност као и сваки квантно -механички систем. Такође желим да видим како је Хокингово зрачење аналогно стварима као што су молекули ваздуха који распршују звук.