Tudósok megpróbáltak fekete lyukat imitálni, érdekes dologra jöttek rá
Egy újfajta fekete lyuk-analógia egy-két dolgot elárulhat nekünk a valódi fekete lyukak által elméletileg kibocsátott, megfoghatatlan sugárzásról.
Egy fekete lyuk eseményhorizontját szimuláló, egysoros atomláncot használva egy fizikuscsoport megfigyelte az általunk Hawking-sugárzásnak nevezett jelenség megfelelőjét – a fekete lyuk téridőben bekövetkező törése által okozott kvantumfluktuációk zavaraiból származó részecskéket. írja a Science Alert.
Szerintük ez segíthet feloldani a feszültséget az Univerzum leírására szolgáló két, jelenleg összeegyeztethetetlen rendszer között. Az általános relativitáselmélet a gravitáció viselkedését egy téridőnek nevezett folytonos mezőként írja le. A kvantummechanika pedig a valószínűségszámítás matematikájával írja le a különálló részecskék viselkedését. A kvantumgravitáció univerzálisan alkalmazható, egységes elméletéhez ezt a két összeegyeztethetetlen szisztémát először valahogyan össze kellene egyeztetni.
Itt jönnek a képbe a fekete lyukak – a világegyetem talán legfurcsább, legszélsőségesebb objektumai. Ezek a hatalmas tömegű objektumok olyan hihetetlenül sűrűek, hogy a fekete lyuk tömegközéppontjától maga a fény sem képes megszökni.
Ezt a távolságot, amely a fekete lyuk tömegétől függően változik, eseményhorizontnak nevezzük. Ha egy tárgy átlépi a határát, csak elképzelni tudjuk, mi történik vele, mivel semmi sem tér vissza, ami információt adna a sorsáról. Stephen Hawking 1974-ben azonban azt gondolta, hogy az eseményhorizont okozta ingadozás megszakadása egy olyan típusú sugárzást eredményez, amely nagyon hasonlít a hősugárzáshoz.
Már majd’ 50 éve igaza lett volna?
Ha ez a Hawking-sugárzás létezik, akkor túl gyenge ahhoz, hogy egyelőre észleljük. Lehetséges, hogy soha nem fogjuk kiszűrni az Univerzum sziszegő zajai közül. De laboratóriumi körülmények között fekete lyuk alternatívák létrehozásával megvizsgálhatjuk a tulajdonságait.
Ezt már korábban is megtették, de most a hollandiai Amszterdami Egyetem Lotte Mertens vezette csapata valami újat tett.
Az atomok egydimenziós láncolata szolgált útvonalként az elektronok számára, hogy egyik pozícióból a másikba “ugráljanak”. Azzal, hogy a fizikusok beállították, hogy ez az ugrálás milyen könnyen történjen, bizonyos tulajdonságok eltűnését idézték elő, gyakorlatilag egyfajta eseményhorizontot hoztak létre, amely beavatkozott az elektronok hullámszerű természetébe.
A csapat szerint ennek a hamis eseményhorizontnak a hatása olyan hőmérséklet-emelkedést eredményezett, amely megfelelt egy egyenértékű fekete lyuk rendszerre vonatkozó elméleti elvárásoknak, de csak akkor, ha a lánc egy része túlnyúlt az eseményhorizonton.
A szimulált Hawking-sugárzás csak egy bizonyos tartományában volt termikus, és olyan szimulációkban, amelyek egyfajta “laposnak” tekintett téridő utánzásával kezdődtek. Ez azt sugallja, hogy a Hawking-sugárzás csak egy bizonyos tartományban lehet termikus, és akkor, ha a gravitáció miatt megváltozik a téridő görbülete.
Nem világos, hogy ez mit jelent a kvantumgravitáció szempontjából, de a modell lehetőséget kínál a Hawking-sugárzás keletkezésének tanulmányozására egy olyan környezetben, amelyet nem befolyásol a fekete lyuk kialakulásának vad dinamikája. És mivel elég egyszerű, a kutatók szerint a kísérleti eszközök széles skáláján lehet alkalmazni.
“Ez lehetőséget adhat az alapvető kvantummechanikai aspektusok feltárására a gravitáció és a görbült téridő mellett különböző anyagkörnyezetben” – írják a kutatók.
