Ученый смоделировал излучение черной дыры в лаборатории — Naked Science
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
©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.
Вчера, 18:50
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

10 часов назад
31 минута
Василий Парфенов

Минувшая неделя озарилась одним из самых впечатляющих достижений человечества — успешной посадкой сложнейшего робота весом более тонны на поверхность другой планеты. Более того, этот процесс впервые снимали на видео сразу несколько камер в высоком разрешении. Опубликованный NASA ролик оказался не только занимательным зрелищем, но и самой настоящей научно-детективной короткометражкой.

Вчера, 19:26
10 минут
Мария Азарова

Исследование предоставило доказательства более плохого состояния костей тех, кто придерживается веганской диеты. Также исследователи обнаружили комбинацию биомаркеров, связанных с питанием, которые могут способствовать здоровью костной ткани.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

2 марта
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

Вчера, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[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: