Създаден лабораторен аналог на черна дупка предостави нови косвени доказателства, че тези мистериозни космически обекти излъчват газови потоци от заредени частици, съобщава Science Alert, позовавайки се на ново научно проучване, публикувано в списанието Nature. Физиците твърдят, че аналогът на създадена от тях черна дупка има температура, която е предпоставка за едноименното излъчване, прогнозирано от Стивън Хокинг.
Черните дупки не излъчват нищо. Или излъчва?
Според общата относителност (GR) нищо не може да избяга от черна дупка. Тяхната гравитационна сила е толкова голяма, че дори светлината, най-бързото нещо във Вселената, не е в състояние да развие достатъчна скорост, за да се измъкне от нейното влияние. По този начин, според общата относителност, черните дупки не могат да излъчват всякакъв вид електромагнитно излъчване.
Независимо от това, теорията на Хокинг от 1974 г. предполага, че ако към въпроса се добавят правилата на квантовата механика, тогава черните дупки наистина могат да излъчат нещо. Това е теоретичен вид електромагнитно излъчване, кръстен на самия Хокинг.
Тази хипотетична радиация прилича на излъчване на черно тяло, генерирано от температурата на черна дупка, която е обратно пропорционална на нейната маса. Учените все още не са успели да го намерят директно. Наскоро бяха направени първите истински снимки на черната дупка, така че всичко все още предстои. Въпреки това физиците смятат, че това излъчване, ако съществува, би било твърде слабо, за да бъде открито с нашите съвременни научни инструменти.
Измерването на температурата на черна дупка също е предизвикателно. Черна дупка с масата на Слънцето ще има температура само 60 нанокелвина. Космическата микровълнова фонова радиация, която ще поглъща, ще бъде много по-висока от радиацията на Хокинг, която би излъчвала. Освен това, колкото по-голям е размерът на черната дупка, толкова по-ниска ще бъде нейната температура.
За да проверят хипотезата на Хокинг, физиците от Израелския технически университет проведоха експеримент с най-близкия "аналог" на черна дупка, който е успешно създаден в лабораторията.
Промоционално видео:
Реална ли е радиацията на Хокинг?
Той е изобретен от израелския физик Джеф Щайнхауер през 2016 г. и представлява кондензат на Бозе със студени атоми на рубидий (охладен до почти абсолютна нула), в единия от които атомите се движат със свръхзвукова скорост, а в другия се движат много бавно. Докато се движи, кондензатът създава така наречената акустична черна дупка, която улавя звук (фонони) вместо светлина (фотони). Квантите от звука, влизащи в тази зона, пресичат един вид „акустичен хоризонт на събитията“, тъй като те вече не могат да го напуснат. Изучавайки характеристиките на акустичния аналог на черна дупка, експертите стигнаха до извода, че те са близки до теоретичните модели, предполагащи наличието на радиация на Хокинг.
Дори по време на експеримента през 2016 г. Щайнхауер и неговите колеги успяха да докажат, че в района на хоризонта на акустичните събития на техния аналог на черна дупка може да възникне чифт заплетени фонони, единият от които е отблъснат от него с атоми на бавно течащ кондензат Бозе в космоса, всъщност създаващ радиационния ефект на Хокинг. В същото време друг фонон от двойка може да бъде погълнат от аналог на черна дупка поради високоскоростен кондензат.
Трябва да се отбележи, че по-рано тази година друга група израелски физици от института Вайцман, ръководена от Улф Леонхард, създадоха свой аналог на черна дупка, която използваше оптичната технология като основа за хоризонта на събитията. Тогава учените считат подобен наблюдаван резултат за статистическа аномалия. Нов експеримент от групата на Щайнхауер обаче доказа, че това не е така. Резултатът от новия експеримент показа за пореден път, че един фотон може да бъде хвърлен в хипотетично пространство, докато другият може да бъде погълнат от хипотетична черна дупка. Леонхард вече коментира успеха на групата Щайнхауер:
Доказателствата, че Хокинг е бил прав, нарастват, но този нов метод за определяне на температурата на аналогова черна дупка може да помогне да се разбере по-задълбочено термодинамиката на черна дупка.
Николай Хижняк