În viitorul apropiat, oamenii de știință plănuiesc să efectueze un nou experiment care va putea oferi un test indirect al celei mai faimoase predicții a celebrului fizician Stephen Hawking despre găurile negre.
Oamenii de știință cred că, făcând atomul invizibil, vor putea vedea strălucirea cuantică eterică care învăluie obiectele care se mișcă la viteze apropiate de viteza luminii.
Efectul de strălucire, numit efect Unruh (sau Davies-Unruh), face ca spațiul din jurul obiectelor care accelerează rapid să pară plin cu un roi de particule virtuale, scălând aceste obiecte într-o strălucire caldă. Deoarece acest efect este strâns legat de efectul Hawking, în care particulele virtuale cunoscute sub numele de radiații Hawking apar spontan la marginile găurilor negre, oamenii de știință au căutat de mult să detecteze una ca un indiciu al existenței celeilalte. Dar este incredibil de greu de observat vreun efect. Radiația Hawking apare numai în jurul abisului monstruos al unei găuri negre și ar fi probabil necesară o unitate warp pentru a obține accelerația necesară pentru efectul Unruh.
Dar, potrivit oamenilor de știință, ei au descoperit un mecanism care permite ca puterea efectului Unruh să fie crescută dramatic cu o tehnică care poate transforma efectiv materia invizibilă.
„Acesta este un experiment dificil și nu există nicio garanție că îl vom putea realiza, dar această idee este speranța noastră sfântă”.
Efectul Unruh, propus pentru prima dată de oamenii de știință în anii 1970, este una dintre numeroasele predicții ale teoriei câmpurilor cuantice. Conform acestei teorii, nu există un vid gol. De fapt, orice buzunar de spațiu este umplut cu vibrații infinite la scară cuantică care, dacă li se oferă suficientă energie, pot exploda spontan în perechi particule-antiparticule care se anihilează reciproc aproape imediat. Și orice particulă, indiferent dacă este materie sau lumină, este pur și simplu o excitare localizată a acestui câmp cuantic.
În 1974, Stephen Hawking a prezis că forța gravitațională extremă resimțită la marginile găurilor negre, orizonturile lor de evenimente, va crea și particule virtuale.
Gravitația, conform teoriei generale a relativității a lui Einstein, distorsionează spațiu-timp, astfel încât câmpurile cuantice devin mai distorsionate cu cât se apropie de enorma atracție gravitațională a singularității găurii negre. Din cauza incertitudinii și ciudățeniei mecanicii cuantice, aceasta distorsionează câmpul cuantic, creând buzunare neregulate cu timpul care se mișcă neuniform și exploziile ulterioare de energie în întreg câmpul. Aceste inconsecvențe energetice fac ca particulele virtuale să apară din nimic, la marginile găurilor negre.
La fel ca efectul Hawking, efectul Unruh creează și particule virtuale printr-o fuziune ciudată a mecanicii cuantice și a efectelor relativiste prezise de Einstein.
Pentru a testa efectul Unruh, oamenii de știință intenționează să construiască un accelerator de particule de laborator care va accelera un electron la viteza luminii prin iradierea acestuia cu un fascicul de microunde. Dacă pot detecta efectul, intenționează să efectueze experimente cu acesta, în special cele care le vor permite să exploreze posibile conexiuni între teoria relativității a lui Einstein și mecanica cuantică.
„Relativitatea generală și teoria mecanicii cuantice sunt în prezent oarecum divergente, dar trebuie să existe o teorie unificatoare care să descrie cum funcționează totul în univers.”, a spus coautorul Achim Kempf, profesor de matematică aplicată la Universitatea din Waterloo. „Am căutat o modalitate de a aduce împreună aceste două mari teorii, iar această lucrare ne ajută să facem asta, deschizând oportunități de a testa noi teorii bazate pe experimente.”.
Poți ajuta Ucraina să lupte împotriva invadatorilor ruși. Cel mai bun mod de a face acest lucru este să donați fonduri Forțelor Armate ale Ucrainei prin intermediul Salveaza viata sau prin pagina oficiala NBU.
Citeste si: