- Horizont událostí v laboratoři?
- Vědci „vyrobili“ miniaturní černou díru
Černá díra má nálepku hrozivého vesmírného jevu o rozloze hvězdné soustavy, který pohlcuje hmotu i světlo. To ovšem neznamená, že neexistuje černá díra, která by se nevešla do kapsy, píše server Science Alert. Vědci totiž vytvořili malou černou díru v laboratoři.
Nepřehlédněte: Cestovat v čase zpět do minulosti nelze, je to nemožné, říkají vědci
Vědci vytvořili černou díru
Pomocí řetězce atomů uspořádaných do jednoho souboru, který simuloval horizont událostí černé díry, vědci pozorovali ekvivalent toho, čemu se říká Hawkingovo záření – částice vzniklé z poruch kvantových fluktuací způsobených zlomem časoprostoru černé díry.
Domnívají se, že výsledky jejich studie by mohly pomoci vyřešit rozpory mezi obecnou teorií relativity, která popisuje chování gravitace jako spojitého pole známého jako prostoročas, a kvantovou mechanikou, pojednávající o chování diskrétních částic pomocí matematiky pravděpodobnosti.
Černé díry, pravděpodobně nejpodivnější a nejextrémnější objekty ve vesmíru, jsou tak neuvěřitelně husté, že do určité vzdálenosti od jejich centra není žádná rychlost ve vesmíru dostatečná pro únik; dokonce ani rychlost světla. Tato vzdálenost, která se mění v závislosti na hmotnosti černé díry, se nazývá horizont událostí.
Jakmile objekt překročí jeho hranici, můžeme si jen představovat, co se stane. V roce 1974 nicméně Stephen Hawking navrhl, že přerušení kvantových fluktuací způsobené horizontem událostí má za následek typ záření velmi podobný tepelnému záření.
„Pokud Hawkingovo záření skutečně existuje, je příliš slabé na to, abychom ho mohli detekovat. Můžeme však zkoumat jeho vlastnosti vytvářením analogů černých děr v laboratorních podmínkách,“ říkají vědci. Černou díru v laboratoři lidstvo vytvořilo již dříve, ale tým pod vedením Lotte Mertensové z Amsterodamské univerzity v Nizozemsku se pokusil o něco nového.
Hawkingovo záření
V jejich experimentu jednorozměrný řetězec atomů sloužil jako cesta pro elektrony, které „přeskakovaly“ z jedné pozice na druhou. Vyladěním průběhu, s jakou k tomuto přeskakování docházelo, fyzici vytvořili jakýsi horizont událostí, který zasahoval do vlnové povahy elektronů.
Vliv tohoto falešného horizontu událostí způsobil nárůst teploty, který odpovídal teoretickým očekáváním ekvivalentního systému černých děr, ale pouze tehdy, když část řetězce přesahovala horizont událostí. „To by mohlo znamenat, že provázanost částic, které se rozprostírají za horizontem událostí, má zásadní vliv na generování Hawkingova záření,“ píše server Science Alert.
Simulované Hawkingovo záření bylo tepelné pouze pro určitý rozsah „amplitud hopu“ a v rámci simulací, které začínaly napodobováním druhu prostoročasu považovaného za „plochý“. To naznačuje, že Hawkingovo záření může být tepelné pouze v určitém rozsahu situací a tehdy, když dochází ke změně deformace časoprostoru v důsledku gravitace.
Není jasné, co všechno to znamená pro kvantovou gravitaci, ale nový vědecký model nabízí způsob, jak studovat vznik Hawkingova záření v prostředí, které není ovlivněno divokou dynamikou vzniku černé díry, uzavírají vědci.
Zdroj náhledové fotografie: NASA, zdroj: Science Alert, Physical Review Research