Pomocou reťazca atómov v jednom súbore na modelovanie horizontu udalostí čiernej diery fyzici pozorovali ekvivalent toho, čo nazývame Hawkingovo žiarenie – častice zrodené z narušenia kvantových fluktuácií spôsobených časopriestorovou medzerou čiernej diery.
To by podľa nich mohlo pomôcť vyriešiť rozpor medzi dvoma v súčasnosti nezlučiteľnými rámcami na opis vesmíru: všeobecnou teóriou relativity, ktorá opisuje správanie gravitácie ako spojitého poľa známeho ako časopriestor, a kvantovou mechanikou, ktorá opisuje správanie diskrétnych častíc. pomocou matematických pravdepodobností Na vytvorenie jednotnej teórie kvantovej gravitácie, ktorá by sa dala použiť univerzálne, musia tieto dve nezlučiteľné teórie nájsť spôsob, ako sa nejako dohodnúť.
Tu prichádzajú do hry čierne diery – možno najpodivnejšie a najextrémnejšie objekty vo vesmíre. Tieto masívne objekty sú tak neuveriteľne husté, že v určitej vzdialenosti od ťažiska čiernej diery žiadna rýchlosť vo vesmíre nestačí na únik. Dokonca aj rýchlosť svetla. Táto vzdialenosť, ktorá závisí od hmotnosti čiernej diery, sa nazýva Horizont udalostí. Akonáhle objekt prekročí svoju hranicu, môžeme si len predstavovať, čo sa stane, pretože sa nevráti nič s životne dôležitými informáciami o jeho osude.
Ale v roku 1974 Stephen Hawking navrhol, že prerušenia kvantových fluktuácií spôsobené horizontom udalostí vedú k typu žiarenia veľmi podobnému tepelnému žiareniu. Ak toto Hawkingovo žiarenie existuje, je príliš slabé na to, aby sme ho odhalili. Možno ho nikdy nedokážeme oddeliť od syčiacej statiky vesmíru. Jeho vlastnosti však môžeme skúmať vytvorením analógov čiernych dier v laboratórnych podmienkach.
Už sa to dialo aj predtým, ale v minuloročnej štúdii, ktorú viedla Lotta Mertensová z Amsterdamskej univerzity v Holandsku, fyzici urobili niečo nové. Jednorozmerný reťazec atómov slúžil ako dráha pre elektróny na „skákanie“ z jednej polohy do druhej. Zmenou ľahkosti, s akou by sa tieto skoky mohli vyskytnúť, by fyzici mohli spôsobiť zmiznutie určitých vlastností, čím by sa efektívne vytvoril akýsi horizont udalostí, ktorý zasahoval do vlnovej povahy elektrónov.
Účinok tohto falošného horizontu udalostí spôsobil nárast teploty, ktorý spĺňal teoretické očakávania ekvivalentného systému čiernych dier, ale iba vtedy, keď časť reťazca presahovala horizont udalostí. To môže znamenať, že spletenie častíc prechádzajúcich horizontom udalostí hrá dôležitú úlohu pri vytváraní Hawkingovho žiarenia.
Simulované Hawkingovo žiarenie bolo tepelné len pre určitý rozsah vrcholových amplitúd a v simuláciách, ktoré začali simuláciou určitého typu časopriestoru, o ktorom sa predpokladalo, že je „plochý“. To naznačuje, že Hawkingovo žiarenie môže byť tepelné len v určitých situáciách, keď dôjde k zmene zakrivenia časopriestoru vplyvom gravitácie.
Nie je jasné, čo to znamená pre kvantovú gravitáciu, ale model ponúka spôsob, ako študovať vzhľad Hawkingovho žiarenia v médiu, ktoré nie je ovplyvnené divokou dynamikou tvorby čiernych dier. A keďže je to také jednoduché, dá sa použiť v širokej škále experimentálnych nastavení, tvrdia vedci.
"To môže otvoriť príležitosti na štúdium základných kvantových mechanických aspektov, ako aj gravitácie a deformovaného časopriestoru v rôznych podmienkach kondenzovanej hmoty," vysvetľujú fyzici vo svojom článku.
Tiež zaujímavé:
- Šesť prikázaní umelej inteligencie
- 10 objavov, ktoré dávajú Einsteinovi za pravdu o vesmíre. A 1, ktorá popiera