gov-civil-vilareal.ptLaboratorijoje sukurta juodoji skylė daro tuos pačius keistus dalykus, kuriuos Stephenas Hawkingas manė padarysiantis
>Kai kas nors sugriauna fiziką, pereini į kvantinis karalystė, vieta, kurioje gyvena juodosios skylės, kirmgraužos ir kiti dalykai, kurie buvo daugelio mokslinės fantastikos filmų žvaigždės. Tai, kas gyvena kvantinėje srityje, arba nebuvo įrodyta (dar), arba elgiasi keistai, jei ji egzistuoja.
Juodosios skylės dažnai patenka į tą sritį. Kai šios sugriuvusios žvaigždės - bent jau dauguma jų - negali skristi į erdvėlaivį (nebent daugiau niekada to nenorite matyti), vienas fizikas nusprendė, kad geriausias būdas priartėti prie jų yra pažodinis mikroskopas. Jeffas Steinhaueris norėjo sužinoti, ar juodosios skylės spinduliuoja tokias daleles, kaip teoriškai paskelbė velionis Stephenas Hawkingas. Kadangi vienas iš šių leviatanų niekada netilptų laboratorijoje, jis ir jo tyrimų grupė sukūrė vieną čia, Žemėje.
Turime suprasti, kaip matome Hawkingo spinduliuotės garso bangas, krentančias ir išeinančias, Steinhaueris, kartu su neseniai paskelbtu tyrimu. Gamtos fizika , pasakojo SYFY WIRE. Jie turėtų būti labai nedideli. Matyti šią spinduliuotę iš tikrosios juodosios skylės yra per silpna ir ją visiškai įveiks kiti spinduliuotės šaltiniai, todėl norime ją matyti analoginėje sistemoje.
Šis juodosios skylės analogas buvo labiau vamzdelis, o ne įspūdingi sūkuriniai dalykai, kuriuos galite pamatyti NASA vaizduose, kaip antai aukščiau. Šiaip ar taip, šviesos šou aplink tokias pabaisas juodąsias skyles iš tikrųjų yra tik visos dulkės, dujos ir kiti žvaigždžių dalykai, kuriuos jis praryja. Steinhauerio komandai nereikėjo visumos kaupimosi diskas . Jie tiesiog norėjo pamatyti, ar viena iš kvantinių susipynusių dalelių atsidūrė pakraštyje įvykių horizontas pabėgtų, kaip prognozavo Hawkingas. Kvantinis susipainiojimas reiškia, kad dvi dalelės elgsis lygiai taip pat, kad ir kur jos būtų laike ir erdvėje.
Stephenas Hawkingas, kuris iškėlė teoriją, kad juodosios skylės spinduliuoja fotonus atgal į kosmosą. Kreditas: Frederickas M. Brownas/„Getty Images“
Kai viena iš susipynusių dalelių eina per toli ir praeina įvykių horizontą, tačiau kita sugeba likti ties negrįžimo taško kraštu, ji galiausiai bus išspinduliuota į kosmosą. Tai Hawkingo spinduliuotė. Analogiškoje juodojoje skylėje, pagamintoje iš rubidiumas dujos, tyrėjai pakeitė garso bangas į šviesos bangas, kurias juodosios skylės valgo erdvėje, nes rubidžio atomai priartėja greičiau nei garso greitis, todėl jokia garso banga, pasiekusi įvykių horizontą, niekada negali pabėgti. Tačiau kita susipainiojusi garso banga būtų už įvykių horizonto ribų, kur dujų srautas buvo daug lėtesnis ir jis galėjo judėti.
Turėjome ieškoti kažko koreliuojančio juodosios skylės viduje ir išorėje, sakė Steinhaueris. Kiekvieną kartą, kai juodosios skylės viduje yra šiek tiek bangos, juodosios skylės išorėje yra banga, ir tai turėjo būti kartojama tūkstančius kartų. Jūs turite nuolat ieškoti bangos viduje ir tuo pačiu metu išeinančios bangos.
Kadangi fotoaparatas, fotografavęs analoginę juodąją skylę, akimirksniu ją sunaikintų, analogą reikėjo atkurti vėl ir vėl. Kiekvienas iš jų buvo apie 0,1 milimetro ilgio ir sudarytas iš maždaug 8000 atomų. Kad įsivaizduotume, koks tai stulbinančiai mažas, šio sakinio pabaigoje esantis laikotarpis turi mažiausiai milijardą atomų. Kiekvieną kartą, kai buvo sukurtas naujas analogas, komandai reikėjo rasti garso bangų poras, kurių viena banga judėjo link lygaus horizonto, o kita jau praėjo. Rubidžio dujos teka greičiau nei garso greitis , kad būtų išvengta vienos iš šių garso bangų išsiveržimo, kaip ir sutraiškanti juodosios skylės gravitacija erdvėje reiškia neišvengiamą pražūtį.
Fotografavimas kartojant įrodė, kad Hawkingo spinduliuotė išlieka pastovi. Komandai reikėjo tiek daug duomenų, kad būtų galima rasti pakankamai koreliacijų tarp visų šių garso bangų porų elgesio. Paaiškėjo, kad jie kiekvieną kartą darė tą patį, todėl Hawkingas buvo teisus. Bent jau šis eksperimentas įrodė, kad jis teisus. Kol negalėsime rasti būdų, kaip ištirti juodąsias skyles erdvėje, naudojant technologiškai pažangesnį teleskopą, nei kada nors galime įsivaizduoti, teoriniai tyrimai, tokie kaip Hawkingas, turės patvirtinti, ar tai gali įvykti tikrose juodosiose skylėse. Steinhaueris nori eiti toliau, kaip ir anksčiau kvantinė gravitacija .
Norėčiau peržengti ne tik Hawkingo skaičiavimus, bet ir atsižvelgti į kvantinę gravitaciją. Pagal bendrąjį reliatyvumą, jūs galite išsiaiškinti įprastą gravitaciją, jei žinote, koks masyvus kūnas. Kvantinė gravitacija turi atsitiktinumą, kaip ir bet kuri kvantinė mechaninė sistema. Taip pat noriu pamatyti, kaip Hawkingo spinduliuotė yra analogiška tokiems dalykams kaip oro molekulės, išsklaidančios garsą.
Juodųjų skylių keistenybės ir tai, ką jos gali reikšti erdvėlaikiui, niekada nesibaigia.
