Analog črne luknje, ki ga je ustvaril laboratorij, je dal nove navidezne dokaze, da ti skrivnostni kozmični predmeti oddajajo plinske tokove nabitih delcev, poroča Science Alert, ki navaja novo znanstveno študijo, objavljeno v reviji Nature. Fiziki trdijo, da ima analog črne luknje, ki so jo ustvarili, temperaturo, ki je predpogoj za istoimensko sevanje, ki ga je napovedal Stephen Hawking.
Črne luknje ne oddajajo ničesar. Ali pa izžareva?
Glede na splošno relativnost (GR) nič ne more ubežati črni luknji. Njihova gravitacijska sila je tako velika, da niti svetloba, najhitrejša stvar v vesolju, ne more razviti dovolj hitrosti, da bi se izbila iz njenega vpliva. Tako po splošni relativnosti črne luknje ne morejo oddajati nobenega elektromagnetnega sevanja.
Kljub temu je Hawkingova teorija iz leta 1974 predlagala, da če bi k vprašanju dodali pravila kvantne mehanike, potem lahko črne luknje nekaj oddajajo. Gre za teoretično vrsto elektromagnetnega sevanja, poimenovano po samem Hawkingu.
To hipotetično sevanje spominja na sevanje črnega telesa, ki ga ustvarja temperatura črne luknje, ki je obratno sorazmerna z njegovo maso. Znanstveniki ga še niso našli neposredno. Pred kratkim so bile posnete prve prave slike črne luknje, tako da je vse še pred nami. Kljub temu fiziki verjamejo, da bi bilo to sevanje, če obstaja, prešibko, da bi ga našli pri naših sodobnih znanstvenih instrumentih.
Tudi merjenje temperature črne luknje je izziv. Črna luknja z maso Sonca bo imela temperaturo le 60 nanokelvin. Kozmično mikrovalovno ozadje, ki ga bo absorbiral, bo veliko večje od Hawkingovega sevanja, ki bi ga oddajalo. Poleg tega, večja kot je črna luknja, nižja bo njena temperatura.
Da bi preizkusili Hawkingovo hipotezo, so fiziki z izraelske tehnične univerze izvedli poskus z najbližjim "analogom" črne luknje, ki je bil do danes uspešno ustvarjen v laboratorijskih pogojih.
Promocijski video:
Ali je Hawkingovo sevanje resnično?
Izumil ga je izraelski fizik Jeff Steinhower leta 2016 in je Bosejev kondenzat hladnih atomov rubidija (ohlajen na skoraj absolutno ničlo), v enem od regij, kjer se atomi premikajo z nadzvočno hitrostjo, v drugem pa se premikajo zelo počasi. Kondenzat med gibanjem ustvarja tako imenovano akustično črno luknjo, ki namesto svetlobe lovi zvok (fononi). Kvota zvoka, ki vstopa v to območje, prečka nekakšen "akustični horizont dogodkov", saj ga ne morejo več zapustiti. Strokovnjaki so preučevali značilnosti zvočnega analoga črne luknje, da so bili blizu teoretičnim modelom, ki nakazujejo prisotnost Hawkingovega sevanja.
Že med poskusom leta 2016 so Steinhower in njegovi sodelavci lahko dokazali, da lahko v območju obzorja akustičnega dogodka njihovega analogne črne luknje nastane par zapletenih fononov, od katerih enega odbijejo atomi počasi tekočega Bosejevega kondenzata v vesolje, kar ustvari Hawkingov učinek sevanja. Hkrati lahko še en fononski par absorbira analog črne luknje zaradi kondenzata visoke hitrosti.
Treba je opozoriti, da je v začetku tega leta druga skupina izraelskih fizikov iz inštituta Weizmann, ki jo vodi Ulf Leonhardt, ustvarila svoj analog črne luknje, ki je uporabila optično tehnologijo kot osnovo za obzorje dogodkov. Nato so znanstveniki podoben opaženi rezultat ocenili kot statistično anomalijo. Vendar pa je nov poskus skupine Steinhauer dokazal, da temu ni tako. Rezultat novega eksperimenta je še enkrat pokazal, da lahko en foton vržemo v hipotetični prostor, drugega pa lahko absorbira hipotetična črna luknja. Leonhardt je že komentiral uspeh skupine Steinhower:
Dokazi, da je imel Hawking prav, naraščajo, vendar bi ta nova metoda za določitev temperature analogne črne luknje lahko pomagala do globljega razumevanja termodinamike črne luknje.
Nikolaj Hizhnyak