Egy fekete lyuk megfelelője elmondhatna nekünk egy-két dolgot a valódi tárgy által elméletileg kibocsátott megfoghatatlan sugárzásról.
Egyetlen tekercsben lévő atomsort használva a fekete lyuk eseményhorizontjának szimulálására, egy fizikuscsoport 2022-ben az általunk Hawking-sugárzásnak nevezett ekvivalenseket figyelte meg – a részecskéket, amelyek a fekete lyuk behatolása által okozott kvantumfluktuációk perturbációiból származnak. Szabadidő.
Szerintük ez segíthet feloldani a feszültséget a világegyetem leírásának két, jelenleg összeegyeztethetetlen kerete között: az általános relativitáselmélet, amely a gravitáció viselkedését egy folytonos térként ismert téridőként írja le; és kvantummechanika, amely a diszkrét részecskék viselkedését írja le a valószínűség matematikájával.
A kvantumgravitáció univerzálisan alkalmazható egységes elméletéhez ennek a két nem keveredő elméletnek meg kell találnia a módját, hogy valahogyan illeszkedjenek egymáshoz.
Itt jönnek a képbe a fekete lyukak, a világegyetem talán legfurcsább és legszélsőségesebb objektumai. Ezek a hatalmas objektumok olyan sűrűek, hogy a fekete lyuk tömegközéppontjától egy bizonyos távolságon belül nincs elegendő sebesség az univerzumban a meneküléshez. Még a fénysebesség sem.
azt a távolságot, egyenetlen Ezt nevezik eseményhorizontnak, a fekete lyuk tömegétől függően. Ha egy tárgy átlépi a határait, csak elképzelni tudjuk, mi történik, mivel semmi sem ad vissza létfontosságú információkat a sorsáról. De 1974-ben Stephen Hawking azt javasolta, hogy az eseményhorizont által okozott kvantumfluktuációk megszakítása a hősugárzáshoz nagyon hasonló sugárzáshoz vezet.
Ha Hawking-sugárzás létezik, az még túl halvány ahhoz, hogy észlelni lehessen. Lehetséges, hogy soha nem fogjuk kiszűrni az univerzum csendjéből. De ellenőrizhetjük tulajdonságait, ha laboratóriumi körülmények között fekete lyuk-analógokat hozunk létre.
Ezt már korábban is megtették, de 2022 novemberében a hollandiai Amszterdami Egyetem Lotte Mertens vezette csapat valami újat próbált ki.
Az atomok egydimenziós lánca útként szolgált Egyik pozícióból a másikba „ugrani”. Azáltal, hogy ez az ugrás könnyen megtörténhet, a fizikusok bizonyos tulajdonságok eltűnését idézhetik elő, hatékonyan létrehozva egyfajta eseményhorizontot, amely megzavarja az elektronok hullámszerű természetét.
A hamis eseményhorizont hatása a hőmérséklet-emelkedést idézte elő, amely összhangban van az egyenértékű fekete lyukrendszer elméleti előrejelzéseivel, mondta a csapat. De csak akkor, ha a lánc egy része túlnyúlik az eseményhorizonton.
Ez azt jelentheti, hogy az eseményhorizonton átnyúló részecskék összefonódása fontos szerepet játszik a Hawking-sugárzás létrehozásában.
A szimulált Hawking-sugárzás csak az ugrási amplitúdók bizonyos tartományában volt termikus, és a szimulációk során elkezdték szimulálni a „laposnak” tekintett téridő típusát. Ez azt sugallja, hogy a Hawking-sugárzás csak bizonyos helyzetekben lehet termikus, és ha a gravitáció miatt megváltozik a téridő vetemedése.
Nem világos, hogy ez mit jelent a kvantumgravitáció szempontjából, de a modell lehetőséget kínál a Hawking-sugárzás megjelenésének tanulmányozására olyan környezetben, amelyet nem befolyásol a fekete lyukak kialakulásának vad dinamikája. Mivel nagyon egyszerű, sokféle kísérleti környezetben alkalmazható – mondták a kutatók.
„Ez megnyithatja az utat a kvantummechanika alapvető szempontjainak, valamint a gravitáció és a görbült téridő feltárására különböző sűrített anyag-beállításokban.” A kutatók írták.
A kutatás ben jelent meg Fizikai felülvizsgálati kutatás.
A cikk egyik változata először 2022 novemberében jelent meg.
More Stories
A SpaceX Polaris Dawn űrszondájának legénysége a valaha volt legveszélyesebb űrsétára készül
Egy őskori tengeri tehenet evett meg egy krokodil és egy cápa a kövületek szerint
Egyforma dinoszaurusz-lábnyomokat fedeztek fel két kontinensen