fbpx
Ilustracija: Pixabay

NEVJEROJATNA SIMULACIJA: Znanstvenici su napravili crnu rupu u laboratoriju, a onda je ona počela svijetliti

Autor: Zlatko Govedić

Koristeći lanac atoma u jednoj datoteci za simulaciju horizonta događaja crne rupe, tim fizičara uočio je ekvivalent onoga što nazivamo Hawkingovim zračenjem – oblik zračenja crnog tijela koje pretpostavljeno ispuštaju crne rupe zbog kvantnomehaničkih fenomena u blizini horizonta događaja crne rupe.

To bi moglo pomoći u rješavanju napetosti između dva trenutno nepomirljiva okvira za opisivanje svemira: opće teorije relativnosti, koja opisuje ponašanje gravitacije kao kontinuiranog polja poznatog kao prostorvrijeme, i kvantne mehanike, koja pak opisuje ponašanje subatomskih čestica s pomoću matematike vjerojatnosti.

Za jedinstvenu teoriju kvantne gravitacije koja se može univerzalno primijeniti, te dvije teorije, koje se ne mogu objediniti, moraju pronaći način da se nekako slože.


Ovdje na scenu stupaju crne rupe – najčudniji i najekstremniji objekti u svemiru. Ti masivni objekti toliko su nevjerojatno gusti da unutar određene udaljenosti od središta mase crne rupe nijedna brzina u svemiru nije dovoljna za bijeg, čak ni brzina svjetlosti.

Ta udaljenost, koja varira ovisno o masi crne rupe, naziva se događajni obzor. Jednom kada objekt prijeđe svoju granicu možemo samo nagađati što se događa jer se ništa ne vraća s informacijama o njegovoj sudbini. No 1974. Stephen Hawking je predložio da prekidi kvantnih fluktuacija uzrokovani događajnim obzorom rezultiraju vrstom zračenja vrlo sličnog toplinskom zračenju.

Ako to Hawkingovo zračenje postoji, preslabo je da bismo ga još otkrili. Moguće je da ga nikada nećemo izdvojiti iz jednoličnog šuma svemira. No zato možemo ispitati njegova svojstva stvaranjem analogija crnih rupa u laboratoriju.

To se već radilo, no sada je tim, koji je predvodila Lotte Mertens sa Sveučilišta u Amsterdamu (Nizozemska), napravio nešto novo.

Kvantno sprezanje čestica a događajnom obzoru

Jednodimenzionalni lanac atoma služio je kao put kojim su elektroni skakali s jednog položaja na drugi. Podešavanjem lakoće s kojom se to skakanje može dogoditi, fizičari su mogli uzrokovati nestajanje određenih svojstava, učinkovito stvarajući neku vrstu događajnog obzora koji je ometao valnu prirodu elektrona.

Učinak tog lažnog događajnog obzora proizveo je porast temperature koji je odgovarao teoretskim očekivanjima o ekvivalentnom sustavu crne rupe, ali samo kada se dio lanca proširio izvan događajnog obzora.




To bi moglo značiti da je kvantno sprezanje čestica koje se nalaze na događajnom obzoru ključna u stvaranju Hawkingovog zračenja.

Simulirano Hawkingovo zračenje bilo je samo toplinsko za određeni raspon amplituda skokova, i pod simulacijama koje su počele oponašanjem vrste prostorvremena koje se smatra “ravnim”. To sugerira da Hawkingovo zračenje može biti toplinsko samo u nizu situacija i kada postoji promjena u krivulji prostorvremena zbog gravitacije.

Nejasno je što to znači za kvantnu gravitaciju, ali model nudi način za proučavanje pojave Hawkingova zračenja u okruženju koje nije pod utjecajem divlje dinamike formiranja crne rupe. Budući da je tako jednostavan, može se upotrijebiti u širokom rasponu eksperimentalnih postavki.




“Ovo može otvoriti mjesto za istraživanje temeljnih kvantnomehaničkih aspekata uz gravitaciju i zakrivljena prostorvremena u različitim postavkama kondenzirane tvari”, zaključuju istraživači.

Autor:Zlatko Govedić
Komentari odražavaju stavove njihovih autora, ali ne nužno i stavove portala Dnevno.hr. Molimo čitatelje za razumijevanje te suzdržavanje od vrijeđanja, psovanja i vulgarnog izražavanja. Portal Dnevno.hr zadržava pravo obrisati komentar bez najave i/li prethodnog objašnjenja.