Ученый смоделировал излучение черной дыры в лаборатории — Naked Science
13.10.2014
6 минут
Редакция

Ученый смоделировал излучение черной дыры в лаборатории

Ученый смог в одиночку сымитировать излучение Хокинга в лаборатории, создав аналой черной дыры, использовав лазер и атомы рубидия.

729665main_A-BlackHoleArt-pia16695_full

40 лет назад всемирно известный астрофизик Стивен Хокинг поделился с научным миром своей теорией, согласно которой черные дыры не являются абсолютно «черными». Хокинг предположил,  что при случайном возникновении пар частиц материя-антиматерия, происходящем из-за квантовых флуктуаций в вакуумном пространстве, одна из этих частиц (с положительной энергией) может избежать объятий черной дыры, в то время как другая (с отрицательной энергией) погрузится в ее горизонт событий.
 
Это означает, что положительная частица, грубо говоря, «займет» часть энергии (то есть массы) у черной дыры, и та, в результате все новых и новых рождений квантовых пар вблизи своего горизонта событий, должна постепенно испаряться, излучая «убежавшие» фотоны.
 
До сих пор, однако, испарение черных дыр, названное излучением Хокинга, не было доказано экспериментальным путем.
 
В новом исследовании Джеффу Стайнхауэру (Jeff Steinhauer) из Техниона (Израильский технологический институт в городе Хайфа, Израиль) удалось сымитировать излучение черной дыры прямо в лаборатории, используя атомы рубидия, лазер и звуковые волны.
 
Охладив атомы рубидия до температуры на грани абсолютного ноля, ученому удалось создать конденсат Бозе-Эйнштейна со свойствами жидкости, которой относительно легко управлять. Затем ученый разогнал охлажденные атомы при помощи лазера до скорости, превосходящей скорость звука. Звуковые волны от рождения квантовых пар, следующие в противоположную направлению лазера сторону, оказались пойманы в конденсате.
 
Таким образом, конструкция с лазером стала представлять собой модель черной дыры, или ее горизонта событий, который звуковые волны (аналог элементарных частиц в данном эксперименте) не могут покинуть.
 
Затем ученый соорудил при помощи манипуляций с конденсатом второй горизонт событий, любые возмущения которого записывались датчиками. Это позволило зарегистрировать те звуковые волны, которые покидали искусственный «горизонт событий» подобно частицам с положительной энергией, избежавших столкновения с черной дырой.
 
Регистрация этих звуковых волн, представляющих собой свидетельство «побега» одной из частиц при рождении квантовых пар, и была названа доказательством существования излучения Хокинга.
 
Впрочем, не все ученые, которые рецензировали статью Стайнхауэра или просто ознакомились с ней, согласны с тем, что этот эксперимент в точности моделирует физику процессов вблизи горизонта событий черной дыры.
 
Среди критики, например, можно встретить аргументы о том, что звуковые волны в эксперименте демонстрировали лишь одну частоту, в то время как настоящее излучение Хокинга, если оно существует, должно регистрироваться на многих частотах.
 
Доказательство существования излучения Хокинга может решить так называемый информационный парадокс – загадку о том, что происходит с информацией в черной дыре. Решение этой проблемы также позволит ученым сдвинуться с мертвой точки в деле разработки квантовой гравитации – долгожданной теории, которая должна объяснить явление гравитации с точки зрения квантовой механики.
 
Стайнхауэр уже работает над совершенствованием своего лазерного аналога черной дыры.
 
Статья ученого была опубликована в журнале Nature Physics.

Вчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

4 часа назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Житель штата Флорида Кельман Ричес погиб во время полета на реактивном ранце.

Вчера, 14:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи полагают, что усваивание алкоголя, возможно, позволило предкам человека разумного возвыситься над другими видами.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

4 декабря
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

Вчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

19 ноября
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: