Oamenii de știință au recreat din nou o gaură neagră în laborator. Dar, de data aceasta, datorită acestei reușit să găsească semne că fononi - pachete foarte mici de energie care alcătuiesc undele sonore - scurgeri acustice din găurile negre, în conformitate cu teoria lui Stephen Hawking.
Acum 42 de ani, faimosul fizician teoretic Stephen Hawking a sugerat că nu tot ceea ce vine în contact cu o gaură neagră intră în mod inevitabil în uitare. El credea că cele mai mici particule de lumină (fotoni) sunt uneori aruncate înapoi, luând o cantitate infinite de energie din gaura neagră. În ciuda faptului că pierderile sunt mici, ele încă apar, ceea ce înseamnă că pierderea treptată a energiei și a masei în timp ar trebui să conducă în cele din urmă la dispariția gaurii negre.
Acest proces ipotetic se numește radiație Hawking. Timp de mai mult de patru decenii, nimeni nu a putut dovedi în mod fiabil că aceste micro-radiații există, iar presupunerea lui Hawking tot timpul a rămas în starea unei ipoteze. Dar totul se poate schimba, deoarece două grupuri independente de cercetători declară că au găsit dovezi ale teoriei lui Hawking.
Să ne întoarcem în 1974, când această teorie tocmai a început să apară. Hawking a intrat într-o dispută cu un student absolvent de la Universitatea Princeton, fizicianul israelian Jacob Bekenstein, care a sugerat în teza sa. că entropia unei găuri negre este proporțională cu aria orizontului său de evenimente. În conformitate cu înțelegerea din acea perioadă a legilor fizice, inclusiv a propriei lucrări a lui Hawking, entropia și volumul găurii negre nu au putut scădea. Hawking a luat această problemă în serios și, în cele din urmă, a ajuns la concluzia că o gaură neagră ar putea să nu fie atât de neagră în cele din urmă.
Hawking a sugerat că universul este umplut cu "particule virtuale", care, conform cunoștințelor noastre despre mecanica cuantică, se distrug reciproc de îndată ce intră în contact. Singura excepție este contactul care are loc în fiecare parte a orizontului evenimentelor din gaura neagră. Apoi, o particulă este absorbită de o gaură neagră, iar cealaltă este emisă în spațiu.
Conceptul de radiații Hawking a răspuns la o mulțime de întrebări cu privire la ceea ce se întâmplă de fapt în găurile negre, dar în același timp, a ridicat o mulțime de probleme și contradicții, care fizicienii încearcă să împace până acum.
Potrivit teoriei lui Hawking, fotonii emise dintr-o gaură neagră fură din ea o cantitate infinit de mică de energie. Aceasta este o ipoteză interesantă că mulți ani nu au dat oamenilor de știință odihnă, dar, din păcate, pentru Hawking, această radiație este atât de mică încât este aproape imposibil să o detectezi la o distanță de mii de ani lumină de Pământ.
Fizician Jeff Steinhauer de la Universitatea Technion din orașul israelian Haifa a decis să abordeze problema din cealaltă parte. Se gândi: dacă nu putem detecta radiația Hawking în adevărate găuri negre la o distanță de mii de ani lumină de la cele mai fine realizările noastre tehnologice, de ce nu recrea aceste găuri negre în vecinătatea celor mai bune instrumente noastre. Este ca o poveste despre faptul că, dacă muntele nu merge la Mohamed, atunci Mohamed se duce la munte, exact opusul.
Steinhauer a creat în laboratorul său o gaură neagră sonică - un obiect care absoarbe toate undele sonore. Și el a reușit să fixeze aceeași radiație Hawking - alocarea de particule care "fură" energia din gaura neagră. În laborator, a fost formată o gaură neagră folosind heliu răcit la o temperatură deasupra nivelului zero absolut. După răcire, heliul a fost "bătut" la o viteză atât de mare încât sa format o barieră, care nu a ratat sunetul.
În imagine: măsurarea spectrului termic al radiației Hawking. Curba solidă - rezultatele măsurătorilor. Curba punctată este spectrul termic teoretic.
Steinhauer a constatat că fononi - particule foarte mici de energie care alcătuiesc undele de sunet - sunet prelins din gaura neagră, așa cum a prezis de ecuația lui Stephen Hawking. Cu toate acestea, aceste observații sunt încă supuse unor discuții suplimentare.
"Acest experiment este frumos. Jeff Steinhauer a făcut o treabă uimitoare, dar unele dintre concluziile sale par controversate. Este ceva de discutat aici ", a spus fizicianul Silke Weinfüttner de la Universitatea din Nottingham, care a încercat, de asemenea, să dovedească existența radiației Hawking.
"Pentru a efectua acest calcul, a trebuit să ghicim cum interacționează gaura neagră cu câmpul de radiații Hawking care o înconjoară. În prezent, nu există o teorie a gravitației cuantice, care ar putea descrie o astfel de interacțiune. Cu toate acestea, aparent, am făcut o bună presupunere, modelul nostru este echivalent cu teoria lui Hawking în limita gaurilor negre fixe, neschimbate ", a declarat Chris Adami.
Toate aceste concluzii trebuie confirmate. Cu toate acestea, ne aduc mai aproape de a răspunde la întrebarea dacă Hawking avea dreptate despre găurile negre.
Împărtășește-l cu prietenii tăi!
Trimiteți-le prietenilor: