Хокінг був прав: Чорні діри можуть випаровуватися
Опубликованно 15.06.2019 00:36
У 1974 р. Стівен Хокінг зробив одне з найважливіших своїх передбачень: що чорні дірки здатні повністю випаровуватися.
Згідно з гіпотезою Хокінга, чорні діри не є ідеально «чорними», а здатні випускати частинки. Це випромінювання, вважав британський фізик, забирає з собою енергію і масу чорної діри, тому через певний час чорна діра зникає повністю. Ця гіпотеза отримала широке визнання, проте її досі нікому не вдалося довести.
Вважається, що вакуум космічного простору наповнений постійно аннигилирующими віртуальними парами частинка-античастинка. Однак поруч з чорною дірою екстремально потужна гравітація розриває між собою ці дві частинки, і одна з частинок, що має негативну енергію, поглинається чорною дірою, знижуючи її енергію і масу, а друга частинка – викидається геть в космічний простір. Ці викидаються в космос частинки і являють собою хокинговское випромінювання.
У новому дослідженні фізики у лабораторії вперше показали наявність випромінювання, аналогічного хокинговскому випромінювання. Хоча саме хокинговское випромінювання є занадто слабким, щоб його можна було виявити в космосі, автори роботи спостерігали це випромінювання на моделі чорної діри, створеної з використанням звукових хвиль, а також самої холодної і незвичайної матерії на Землі.
У цій роботі група дослідників на чолі з Джеффом Штейнхауэром (Jeff Steinhauer) з Ізраїльського технологічного інституту " Техніон використовувала екстремально холодний газ, званий конденсатом Бозе-Ейнштейна, для моделювання горизонту подій чорної діри, невидимої межі, через яку не може повернутися назад нічого, навіть світло. На шляху протікає цього потоку газу вони помістили «обрив», в результаті чого сформували газовий «водоспад»; коли газ захоплювався в «водоспад», його потенційна енергія переходить у кінетичну, і швидкість потоку перевищувала швидкість звуку.
Замість частинки і античастки дослідники використовували пару фононів, квантових звукових хвиль, в газовому потоці. Фонон на повільній стороні може рухатися проти газового потоку, далеко від «водоспаду», в той час як фонон на швидкій стороні рухатися не може, захоплений «чорною дірою» надзвукового газового потоку.
Він передбачив, що потік випускаються чорною дірою частинок буде характеризуватися суцільним спектром довжин хвиль та енергій. Крім того, фізик вважав, що цей потік може бути описаний з використанням тільки одного значення температури, що залежить лише від маси чорної діри. Цей новий експеримент дозволив підтвердити обидва цих прогнозу на моделі звукової чорної діри, пояснили автори.
Дослідження опубліковане в журналі Nature.
Нагадаємо, раніше повідомлялося, що знайдено спосіб добути інформацію з чорних дір.
Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.
Категория: Технологии