Naučnici uspeli da stvore "svetleću" crnu rupu u laboratoriji: Novi uvidi u Hokingovu radijaciju

Foto: FECYT, IAC

Crne rupe, najmisteriozniji objekti u kosmosu, poznate su po tome što njihova gravitacija i prostor-vreme sprečavaju čak i svetlost da pobegne iz njih. Nedavno, tim istraživača iz Holandije, predvođen Lote Mertens sa Univerziteta u Amsterdamu, postigao je značajan napredak u proučavanju ovog fenomena stvaranjem laboratorijskog modela crne rupe koji je neočekivano počeo da sjaji. Ova inovacija može pružiti ključne uvide u prirodu Hokingove radijacije i odnos između kvantne mehanike i opšte teorije relativiteta, piše Good.

Da bi istražili svoj model crne rupe, naučnici su koristili lanac atoma raspoređenih u jednom redu kako bi replicirali horizont događaja crne rupe.

Preporučujemo

Na osnovu teorije Stivena Hokinga iz 1974. godine, očekivali su da će ova simulacija prikazati Hokingovu radijaciju, fenomen koji opisuje kako crne rupe emituju radijaciju zbog kvantnih fluktuacija blizu horizonta događaja. Hokingova radijacija je teoretski proces koji sugeriše da crna rupa može gubiti masu ako emituje više radijacije nego što prima materiju. Zanimljivo je da je Hokingova radijacija nazvana po fizičaru Stivenu Hokingu, čiji je rad izmenio naše razumevanje crnih rupa.

Uprkos očekivanjima, tim je bio iznenađen kada je njihov analog crne rupe počeo da sjaji. Ovo je posebno interesantno jer, prema Hokingovoj teoriji, horizont događaja bi trebao da bude tačka iz koje ništa, uključujući svetlost, ne može da pobegne. Naučnici su primetili da je radijacija počela kada je deo lanca atoma prošao izvan horizonta događaja, što sugeriše da je za pojavu Hokingove radijacije potrebna specifična konfiguracija čestica u tom području. Ova otkrića su značajna jer impliciraju da kvantna mehanika i gravitacija možda nisu potpuno nespojive, kao što se prethodno pretpostavljalo.

Ovo je posebno zanimljivo jer laboratorijske simulacije poput ove omogućavaju istraživanje fenomena koje ne možemo direktno posmatrati u prirodi.

Rezultati ovog istraživanja mogu pomoći u razumevanju odnosa između opšte teorije relativiteta, koja opisuje gravitaciju kao zakrivljenje prostor-vremena, i kvantne mehanike, koja se bavi ponašanjem čestica na najnižem nivou. Teorija jedinstvene kvantne gravitacije, koja bi trebala da integriše oba pristupa, do sada je bila izazov zbog razlika između ovih teorijskih okvira. Zanimljivo je da ovo istraživanje pokazuje kako se koncepti iz teorijske fizike mogu testirati i proučavati u eksperimentalnim uslovima, čime se otvaraju nova pitanja o fundamentalnoj prirodi univerzuma.

Istraživači veruju da će dalja istraživanja ovog fenomena u laboratorijskim uslovima omogućiti bolje razumevanje fundamentalnih aspekata kvantne mehanike i gravitacije. Ovo može otvoriti mogućnost za istraživanje fundamentalnih kvantno-mehaničkih aspekata zajedno sa gravitacijom i zakrivljenim prostor-vremenima u različitim kondenzovanim materijalima. Na ovaj način, laboratorijski eksperimenti ne samo da pomeraju granice u astrofizici, već pružaju uvide u najdublje misterije univerzuma, potencijalno menjajući naše razumevanje temelja fizike.

(Telegraf Nauka / Good)