Учени изследват радиацията на Хокинг с отгледана в лаборатория черна дупка
Учени основават отгледан в лаборатория аналог на черна дупка, с цел да тестват една от най-известните теории на Стивън Хокинг – и тя се държи тъкмо както той предвижда. Експериментът, основан посредством потребление на верига от атоми с един файл за преструване на хоризонта на събитията на черна дупка, прибавя спомагателни доказателства към теорията на Хокинг, че черните дупки би трябвало да излъчват слаб искра на радиация от виртуални частици, случайно появяващи се покрай техните граници. Нещо повече, откривателите откриват, че множеството от светлинните частици или фотоните би трябвало да се създават към краищата на галактическите чудовища.
Екипът разгласява своите открития на 8 ноември в списание Physical Review Research. Според квантовата доктрина на полето няма такова нещо като празен вакуум. Пространството вместо това гъмжи от дребни трептения, които, в случай че са наситени с задоволително сила, случайно избухват във виртуални частици – двойки частица-античастица, които съвсем неотложно се унищожават една друга, произвеждайки светлина.
През 1974 година Стивън Хокинг предвижда, че рисковата гравитационна мощ, усещана в устията на черните дупки – техните хоризонти на събитията – ще призове фотони в битие по този метод. Гравитацията, съгласно общата доктрина на относителността на Айнщайн, изкривява пространство-времето, тъй че квантовите полета стават по-изкривени, колкото повече се доближават до голямото гравитационно привличане на сингулярността на черна дупка.
Поради несигурността и странността на квантовата механика, това деформиране основава неравномерни джобове на друго движещо се време и следващи пикове на сила в полето. Именно тези енергийни несъответствия карат виртуалните частици да излизат от това, което наподобява като нищо в периферията на черните дупки, преди да се унищожат, с цел да произведат едва зарево, наречено радиация на Хокинг. Физиците се интересуват от предсказанието на Хокинг, тъй като то е направено на крайната граница на две огромни, само че сега несъвместими теории на физиката: теорията на Айнщайн за общата доктрина на относителността, която разказва света на огромните обекти, и квантовата механика, която разказва странното държание на най-малките частици.
Но откриването на хипотетичната светлина непосредствено е нещо, което астрофизиците надали в миналото ще реализиран. Първо, има обилни провокации, подбудени както от пътуването до черна дупка – най-близката известна е на 1566 светлинни години от Земята – и, един път попаднали там, да не бъдете засмукани и превърнати в спагети от нейното голямо гравитационно привличане. Второ, счита се, че броят на фотоните на Хокинг, зараждащи към черните дупки, е малък; и в множеството случаи ще бъдат заглушени от други светлинни резултати, като да вземем за пример високоенергийните рентгенови лъчи, излъчени от материята, въртяща се към пропастта на черната дупка.
При неналичието на същинска черна дупка, физиците са почнали да търсят радиация на Хокинг в опити, които симулират техните рискови условия. През 2021 година учените използваха едноизмерен ред от 8000 преохладени, лазерно лимитирани атоми на детайла рубидий, мек метал, с цел да основат виртуални частици под формата на вълнообразни възбуждания по веригата. Сега различен опит с атомна верига реализира сходно достижение, този път посредством конфигуриране на лекотата, с която електроните могат да прескачат от един атом на идващия в линията, създавайки синтетична версия на хоризонта на събитията, изкривяващ пространство-времето на черна дупка. След като настройват тази верига, тъй че част от нея да падне над симулирания небосвод на събитията, откривателите записват скок на температурата във веригата – резултат, който имитира инфрачервеното излъчване, създадено към черни дупки.
Откритието допуска, че радиацията на Хокинг може да се появи като резултат на квантово усложнение сред частици, ситуирани от двете страни на хоризонта на събитията. Интересното е, че резултатът се появява едвам когато амплитудата на скоковете минава от няколко заложени конфигурации на плоско пространство-време към накриво – което допуска, че радиацията на Хокинг изисква смяна в характерни енергийни конфигурации на пространство-времето, с цел да бъде създадена. Тъй като мощните гравитационни изкривявания, създадени от черната дупка, отсъстват от модела, какво значи това за теорията на квантовата гравитация и за евентуалното естествено създадено същинско излъчване на Хокинг е неразбираемо, само че все пак предлага прелъстителен взор към неразучената до момента физика.
