13.10.2014
Редакция Naked Science

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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
22 октября
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

22 октября
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу, что человеческий мозг уменьшился из-за процессов глобализации, кооперации и разделения труда.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

22 октября
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: