Naukowcom udało się stworzyć w laboratorium czarną dziurę, która promieniuje jak prawdziwa – Enseñame de Ciencia

Jak coś z filmu science fiction, naukowcom z Uniwersytetu w Amsterdamie w Holandii udało się stworzyć sztuczne czarne dziury, które promieniują jak prawdziwe. Zespół odtworzył interferometr przypominający falę, podobnie jak horyzont zdarzeń.Ten niesamowity eksperyment jest podstawą wielu nowych badań, które mogą poszerzyć naszą wiedzę o wszechświecie.

Porozmawiajmy o horyzoncie zdarzeń, który jest również nazywany horyzontem zdarzeń

Czarne dziury są prawdopodobnie najbardziej masywnymi i interesującymi obiektami we wszechświecie, nie tylko ze względu na ich niesamowitą gęstość i rozmiar, ale także z powodu tego, jak mało o nich wiemy. Od wielu lat ulubionym daniem jest środowisko naukowe, głównie z dziedziny fizyki. Mimo, że było to bardzo trudne zadanie, wysiłek nie poszedł na marne, ponieważ stopniowo poznawaliśmy ją trochę lepiej.

Wiemy, że czarne dziury zasysają wszystko na swojej drodze, ale wiemy również, że można tego uniknąć, oddalając się od nich wystarczająco daleko, więc możemy powiedzieć, że istnieje granica, w której obiekt może uciec z czarnej dziury, co byłaby zasadniczo granicą, przy której Prędkość wymagana do uniknięcia jest prędkością światła (maksymalna prędkość możliwa do osiągnięcia we wszechświecie). Ta wyimaginowana „linia” jest znana jako horyzont zdarzeń, z którego nie ma powrotu dla nikogo ani niczego.

Na tej podstawie od dawna jesteśmy pewni, że materia po przekroczeniu tak zwanego horyzontu zdarzeń znika i nie może się wydostać. Jednak w 1974 roku angielski naukowiec Stephen Hawking uderzył w stół i odkrył, że nie jest to do końca prawda. Czarne dziury emitują ze swojego wnętrza pewien rodzaj promieniowania, zwany promieniowaniem Hawkinga.

Jaki jest pożytek ze sztucznej czarnej dziury dla nas?

Przede wszystkim musimy wyjaśnić, że sztuczne czarne dziury nie mają właściwości, które składają się na prawdziwą czarną dziurę, takich jak: brak grawitacji, co nieuchronnie zmienia wyniki, które można uzyskać z jednej z nich, niż gdyby zostały znalezione w innym scenariuszu. Mimo to jesteśmy coraz bliżej lepszego zrozumienia złożonych zjawisk, takich jak promieniowanie Hawkinga, oraz fizyki, która za nim stoi. Miarka w ten sam sposób obiecuje połączyć nieco więcej i być może zrozumieć zjawiska związane z grawitacją kwantową.

Badania przeprowadzone przez Lotte Mertens wygenerowały ten eksperyment poprzez zmianę położenia elektronów, generując „sztuczną” krzywą, która pozwoliła nam zobaczyć „zgrubną symulację” tego, co dzieje się w czarnej dziurze. EUREKA! Co zaskakujące, ciepło z tego horyzontu przybliżyło nas do lepszego zrozumienia promieniowania Hawkinga.

Chcieliśmy wykorzystać potężne narzędzia fizyki materii skondensowanej do zbadania nieosiągalnej fizyki tych niesamowitych obiektów: czarnych dziur. ” powiedziała autorka Lotte Mertens w komunikacie prasowym.

W tym celu naukowcy zbadali model oparty na jednowymiarowym łańcuchu atomów, w którym elektrony mogą „przeskakiwać” z jednego atomu do drugiego. Zakrzywienie czasoprzestrzeni spowodowane czarną dziurą jest symulowane poprzez dostosowanie łatwości, z jaką elektrony mogą przeskakiwać między poszczególnymi lokalizacjami.

Mówiąc prościej, udało się zasymulować stosunkowo podobne środowisko do horyzontu zdarzeń czarnej dziury, które może powodować interferencję fal i wzrost temperatury. Jeszcze bardziej zaskakujące jest to, że stało się to tutaj, w laboratorium na planecie Ziemia.

Wyniki są szczegółowo opisane w artykule opublikowanym w czasopiśmie APS — badanie przeglądu fizycznego