V blízké budoucnosti plánují vědci provést nový experiment, který bude moci nabídnout nepřímý test nejslavnější předpovědi slavného fyzika Stephena Hawkinga o černých dírách.
Vědci věří, že díky neviditelnosti atomu budou schopni vidět éterickou kvantovou záři, která obklopuje objekty pohybující se rychlostí blízkou rychlosti světla.
Efekt záře, nazývaný Unruhův (nebo Davies-Unruhův) efekt, způsobuje, že se prostor kolem rychle se zrychlujících objektů jeví jako vyplněný rojem virtuálních částic, které tyto objekty koupají v teplé záři. Protože tento efekt úzce souvisí s Hawkingovým efektem, kdy se na okrajích černých děr spontánně objevují virtuální částice známé jako Hawkingovo záření, vědci se dlouho snažili detekovat jednu jako náznak existence druhé. Je ale neuvěřitelně těžké zaznamenat jakýkoli efekt. Hawkingova radiace se vyskytuje pouze v okolí monstrózní propasti černé díry a k dosažení zrychlení potřebného pro Unruhův efekt by byl pravděpodobně zapotřebí warpový pohon.
Podle vědců ale objevili mechanismus, který umožňuje dramaticky zvýšit sílu Unruhova efektu pomocí techniky, která dokáže účinně změnit hmotu na neviditelnou.
"Je to obtížný experiment a neexistuje žádná záruka, že ho budeme schopni provést, ale tato myšlenka je naší posvátnou nadějí.".
Unruhův efekt, který vědci poprvé navrhli v 1970. letech, je jednou z mnoha předpovědí kvantové teorie pole. Podle této teorie neexistuje nic jako prázdné vakuum. Ve skutečnosti je každá kapsa vesmíru naplněna nekonečnými vibracemi v kvantovém měřítku, které, pokud jim je poskytnuta dostatečná energie, mohou spontánně explodovat do párů částice-antičástice, které se navzájem téměř okamžitě anihilují. A jakákoli částice, ať už hmota nebo světlo, je prostě lokalizovaná excitace tohoto kvantového pole.
V roce 1974 Stephen Hawking předpověděl, že extrémní gravitační síla pociťovaná na okrajích černých děr, jejich horizontech událostí, také vytvoří virtuální částice.
Gravitace podle Einsteinovy obecné teorie relativity deformuje časoprostor, takže kvantová pole se tím více deformují, čím blíže se blíží obrovské gravitační přitažlivosti singularity černé díry. Kvůli nejistotě a podivnosti kvantové mechaniky to narušuje kvantové pole, vytváří nepravidelné kapsy s nerovnoměrným pohybem času a následné výbuchy energie v celém poli. Právě tyto energetické nekonzistence způsobují, že se na okrajích černých děr objevují virtuální částice zdánlivě z ničeho.
Stejně jako Hawkingův efekt, i Unruhův efekt vytváří virtuální částice prostřednictvím podivné fúze kvantové mechaniky a relativistických efektů, které předpověděl Einstein.
Aby mohli otestovat Unruhův efekt, vědci plánují postavit laboratorní urychlovač částic, který urychlí elektron na rychlost světla ozářením mikrovlnným paprskem. Pokud se jim podaří tento efekt odhalit, plánují s ním provést experimenty, zejména ty, které jim umožní prozkoumat možné souvislosti mezi Einsteinovou teorií relativity a kvantovou mechanikou.
"Obecná teorie relativity a teorie kvantové mechaniky se v současné době stále poněkud liší, ale musí existovat sjednocující teorie, která popisuje, jak vše ve vesmíru funguje.", řekl spoluautor Achim Kempf, profesor aplikované matematiky na University of Waterloo. "Hledali jsme způsob, jak spojit tyto dvě velké teorie dohromady, a tato práce nám v tom pomáhá tím, že otevírá příležitosti k testování nových teorií založených na experimentech.".
Můžete pomoci Ukrajině v boji proti ruským vetřelcům. Nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, je darovat finanční prostředky ozbrojeným silám Ukrajiny prostřednictvím Zachraňte život nebo přes oficiální stránku NBÚ.
Přečtěte si také: