Команда физиков из Amsterdam in the Netherlands смоделировала в лаборатории горизонт событий черной дыры и наблюдала аналог неуловимого вида излучения, о котором первым заговорил Стивен Хокинг. Об этом сообщает издание Science Alert. Это открытие может помочь научному сообществу разработать совершенно новую концепцию, объединяющую общую теорию относительности с принципами квантовой физики.

Сверхмассивная яркая черная дыра. Nzoka John/iStock

Излучение Хокинга

Для имитации горизонта событий черных дыр команда экспертов использовала однопоточные цепочки атомов. В результате возникло излучение Хокинга - частицы, образовавшиеся в результате колебаний квантовых флуктуаций, вызванных разрывами пространства и времени черной дыры, - которое проявилось в виде заметного свечения.

Эксперты считают, что излучение Хокинга поможет устранить разногласия между общей теорией относительности и квантовой физикой, принципы которых полностью отличаются от того, что происходит в наблюдаемой нами Вселенной, но в микромасштабе.

Одной из главных жизненных задач Стивена Хокинга была работа над единой теорией квантовой гравитации, которая могла бы объединить две непримиримые концепции и, следовательно, могла бы применяться повсеместно.

Горизонт событий черной дыры — это область, за которую не может выйти ни свет, ни материя. То, что происходит за этой границей, существует только в теории, причем часть ученых утверждает, что некоторые черные дыры могут быть червоточинами, через которые можно попасть в далекие регионы Вселенной.

Simulation of a warped and spinning black hole. (Yukterez/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Модель горизонта событий

В 1974 году Стивен Хокинг сформулировал гипотезу о том, что черные дыры выбрасывают тепловое излучение. Ранее считалось, что они инертны и являются конечной формой эволюции умирающих сверхмассивных звезд. Однако все дело в том, что такое излучение должно быть слишком слабым, и обнаружить его с Земли было бы невозможно.

Вот тут-то и приходит на помощь новая модель черной дыры. Инженеры поставили перед собой цель проанализировать особенности излучения Хокинга, создав его аналог в лаборатории.

Это далеко не первый случай, когда ученые моделируют черные дыры в лабораторных условиях, однако ученым из Нидерландов удалось увидеть свечение в смоделированном горизонте событий при соблюдении определенных условий.

По сути, одномерные цепочки атомов позволяли электронам "перепрыгивать" из одного состояния в другое. Контролируя скорость такого процесса, ученым удалось создать своеобразный горизонт событий, который изменил волнообразную природу электронов.

Авторы исследования отметили, что новая модель вызвала повышение температуры, соответствующее гипотетическим прогнозам, но только в том случае, когда часть цепочек выходила за границы горизонта событий. Они предположили, что запутанность частиц на горизонте событий может являться причиной возникновения излучения Хокинга.

Новая концепция, предложенная исследователями, открывает новые возможности для анализа излучения Хокинга, приближая научное сообщество к исполнению желания Стивена Хокинга раз и навсегда объединить общую теорию относительности и квантовую механику.

Результаты нового эксперимента были недавно зарегистрированы в издании Journal Sciencealert
Источники: Journal Interesting Engineering, Journal Sciencealert
1. (https://www.sciencealert.com/scientists-created-a-black-hole-in-the-lab-and-then-it-started-to-glow)
2. (https://interestingengineering.com/science/glowing-black-hole-stephen-hawking-theory)