В лаборатории была создана черная дыра: она доказала теорию Стивена Хокинга
Ученые из Амстердамского университета, Нидерланды, создали в лаборатории аналог черной дыры. Они использовали цепочку атомов, чтобы создать подобие горизонта событий этого объекта. В результате они наблюдали излучение, которое похоже на излучение Хокинга, то есть вылет частиц, которые появились в результате возмущений квантовых флуктуаций, вызванных испарением черной дыры, пишет ScienceAlert.
Черные дыры являются не только самыми странными объектами в космосе, но и одними из самых плотных, которые имеют огромную массу. В каждой черной дыре существует определенная граница – горизонт событий, преодолевая которую ни одна частица, даже со скоростью света не может вылететь обратно из черной дыры. Никто точно не знает, что происходит с веществом, которое попало в черную дыру и на этот счет существует много теорий.
Но в 1974 году физик Стивен Хокинг предположил, что прерывания квантовых флуктуаций, которое вызвано горизонтом событий, приводит к появлению излучения, очень похожего на тепловое излучение. Это явление в последствии назвали излучением Хокинга и оно остается только теоретическим, ведь оно слишком слабое, чтобы его можно было обнаружить. Но свойства этого излучения можно изучить, если создать аналог черной дыры в лаборатории. Квантовые флуктуации в квантовой механике – это любое отклонение от среднего значения величины, которая характеризует большое количество взаимодействующих частиц.
По словам ученых, исследование черных дыр может помочь в построении теории квантовой гравитации. Но проблема в том, что эта теория пытается соединить разные концепции описания Вселенной – общую теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику. Последняя описывает эволюцию элементарных частиц на фоне внешнего пространства-времени, а в теории относительности внешнего пространства-времени нет. Оно само по себе является составляющей теории и зависит от характеристик этих элементарных частиц. Тем не менее квантовая теория гравитации могла бы полностью описать все происходящее во Вселенной.
Что касается нового эксперимента с черной дырой, то ученые использовали цепочку атомов, чтобы создать подобие горизонта событий этого объекта. Во время перемещения частиц через эту границу, физики могли заставить исчезнуть их определенные свойства.
В результате это привело к тому, что температура этой среды повысилась, что и предсказывали предположения Хокинга. По словам ученых, запутанность частиц, которые пересекают горизонт событий, играет важную роль в создании этого излучения. Также эксперимент показал, что излучение Хокинга является похожим на тепловое излучение только в определенных ситуациях и когда меняется искривление пространства-времени из-за гравитации.
Пока не ясно, как новые данные можно применить к теории квантовой гравитации, но моделирование ученых предлагает способ изучения появления излучения Хокинга в среде, на которую не влияет динамика формирования черной дыры. По словам ученых, его можно использовать в самых разных экспериментальных установках.