Výskumníci vytvorili v laboratóriu čiernu dieru. Tá začala žiariť
Výskumníci vytvorili v laboratóriu model čiernej diery, aby skúmali Hawkingovo žiarenie. Táto čierna diera začala žiariť.
Výskumníkom sa podarilo v laboratóriu vytvoriť model čiernej diery, ktorý začal z ničoho nič žiariť.
Čierne diery sa považujú za jedny z najexotickejších a najzáhadnejších objektov vo vesmíre. Ide o objekty, ktoré majú tak silnú gravitáciu, že jej nedokáže uniknúť ani najrýchlejšia vec vo vesmíre, svetlo. To znamená, že prakticky všetko, čo do čiernej diery spadne, už nemá šancu vrátiť sa späť.
Ak by sme náhodne natrafili na čiernu dieru vo vesmíre, ako prvé by upútal našu pozornosť čiernočierny kruh prázdnoty. Ide o horizont udalostí, hranicu, za ktorou rýchlosť potrebná na uniknutie jej gravitačnej sile prekonáva rýchlosť svetla a fyzika nás učí, že žiadny objekt, ktorý má hmotnosť, nedokáže ani len dosiahnuť rýchlosť svetla, nie ju ešte prekročiť.
Výskum modelov čiernych dier
Momentálne nemáme technologickú kapacitu na to, aby sme dokázali vytvoriť skutočnú čiernu dieru v laboratóriu. Výskumníci ale v rámci najnovšieho výskumu, na ktorý upozornil portál Science Alert, použili reťazec atómov, aby vytvorili takzvaný analóg čiernej diery. Ide o štruktúru, ktorá vlastnosťami pripomína čiernu dieru a tým pádom vedcom ponúka možnosť skúmať tieto prazvláštne objekty.
Výskumníci vytvorili simuláciu horizontu udalostí a táto simulácia odhalila ekvivalent Hawkingovho žiarenia. Stephen Hawking, jeden z najväčších géniov sveta, veril, že čierne diery sa extrémne pomaly “vyparujú” cez radiáciu, ktorá sa nazýva Hawkingovo žiarenie.
Neprehliadni
Autori štúdie veria, že zistenia tejto štúdie by nám mohli pomôcť spojiť dve, zatiaľ nezlučiteľné, teórie popisujúce vesmír okolo nás. Tými teóriami sú Všeobecná teória relativity, ktorá popisuje fungovanie “veľkých vecí”, ako napríklad asteroidov, planét, hviezd alebo galaxií. Druhou teóriou je Kvantová mechanika, ktorá zas popisuje fungovanie “malých vecí”, teda častíc. Obe teórie fungujú najlepšie vo svojom vlastnom obore, no nefungujú, keď sa pomocou nich snažíme opísať veci mimo ich sféry.
Vedecká komunita verí, že univerzálna “teória všetkého” by nám mohla poskytnúť odpovede na najväčšie záhady kozmu. Lenže prečo je táto teória všetkého taká dôležitá? Vedci veria, že by nám mohla pomôcť pochopiť napríklad aj čierne diery, ktoré aspoň podľa nášho terajšieho chápania fungujú pod všeobecnou relativitou, no vo svojom jadre majú singularitu, ktorá sa považuje za kvantový objekt.
Prekročenie horizontu udalostí
Autori štúdie vysvetľujú, že zatiaľ nemáme najmenšiu predstavu o tom, čo sa stane s objektom, ktorý prekročí horizont udalostí čiernej diery. Keďže nič nedokáže cestovať rýchlejšie ako svetlo, znamená to, že spoza horizontu udalostí sa ku nám nemá šancu dostať ani žiadna informácia, napríklad rádiový signál.
Hawking ale pevne veril, že nie všetko, čo padne do čiernej diery je navždy stratené. Problémom je, že Hawkingovo žiarenie, ktoré sa podobá tepelnému žiareniu, je veľmi slabé na to, aby sme jeho signál dokázali odlíšiť od bežného kozmického šumu.
Preto výskumníci vytvárajú analógy čiernych dier, ktoré študujú v laboratórnych podmienkach. V rámci najnovšej štúdie zistili, že kvantovo previazané častice, ktoré “surfujú” po horizonte udalostí, môžu byť kľúčom ku generovaniu hawkingovho žiarenia.
“V rámci nášho experimentu sa nám podarilo vytvoriť falošný horizont udalostí, ktorý nakoniec vyprodukoval nárast teploty. Ten sedel s našimi teoretickými očakávaniami skutočnej čiernej diery,” hovoria výskumníci.
Ukázalo sa, že Hawkingovo žiarenie je termálne len za určitých podmienok, napríklad keď dochádza vplyvom gravitácie k zmene deformácie časopriestoru. Výskumníci zatiaľ nedokážu s istotou povedať, čo to znamená pre hľadanú “teóriu všetkého”, ktorú formálne označujú ako teóriu kvantovej gravitácie. Nový model ale výskumníkom poskytol možnosť študovať ako vzniká Hawkingovo žiarenie. Zároveň ide o jednoduchý experiment, ktorý môžu výskumníci rýchlo vytvoriť a použiť ho v širokom spektre experimentálnych výskumov.
Komentáre