Новини

Лабораторний експеримент підтверджує одне з найбільш важливих передбачень Стівена Хокінга щодо чорних дір

Лабораторний експеримент підтверджує одне з найбільш важливих передбачень Стівена Хокінга щодо чорних дір

Професор Джеф Стейнхауер  відтворив чорну діру в з речовини у переохолодженому стані, що носить назву конденсат Бозе-Ейнштейна.

У журналі «Nature Physics» він описав явище, подібне до випромінювання Хокінга. Воно заключається у наявності деякого випромінювання, створюваного чорними дірами. Сам Хокінг вперше доводив існування цього явища ще у  1974 році.

За формулами класичної фізики гравітація чорних дір настільки велика, що навіть світло не може з них вирватися. Тому ідея Хокінга опирається на квантову механіку – область фізики, яка використовується для опису явищ на дуже малих відстанях.Завдяки квантовим ефектам чорні діри можуть випромінювати частинки, та, теоретично, повністю випаровуватися за достатньо великий проміжок часу. При цьому випромінювання настільки незначне, що досі явище ніколи не спостерігалося в астрофізичних чорних дірах.

Професор Стейнхауер із Ізраїльського технічного інституту в Хайфі, Техніону , виявив докази того, що частинки виривалися із його моделі чорної діри. Більше того, вони були зв’язаними з дочірніми частинками, які були поглинуті чорною дірою. Це явище є ключовим ефектом випромінювання Хокінга.

Конденсат Бозе-Ейнштейна, що був використаний в експерименті генерується, коли матерія, а в даному випадку хмара атомів рубідію в трубці, охолоджується до деякої критичної  температури, що близька до абсолютного нуля. У такому середовищі звук поширюється зі швидкістю, близькою до половини міліметра за секунду.

Шляхом прискорення атомів вздовж трубки до швидкості, що більша за згадану вищеільш ніж на цю швидкість професор Стейнхауер створив щось на зразок горизонту подій для звукових хвиль. Частина звукових хвиль, названа фононами відігравала роль захоплених частинок на краю чорної діри.

steinhauer.jpg

Професор Стейнхаймер

При цьому, відкриття не розкриває одного з найсерйозніших питань, що стосується чорних дір – зникнення інформації в останніх. Одним з наслідків теорії Хокінга є те, що фізичні знання про, наприклад, властивості субатомних частинок будуть спростовані у випадку наявності випромінювання чорних дір. Це, у свою чергу, порушує одне з правил квантової теорії.

Тоббі Вайсмен, фізик-теоретик з Лондонського Імперського коледжу прокоментував новину: «Аналоги дуже цікаві з експериментальної та теоретичної точки зору. Проте я не думаю, що ми зможемо щось вивчити про реальні чорні діри [з цих моделей]. Те, що відбувається, підтверджує ідею Хокінга, проте лише в цій установці».

Доктор Вайсмен, який не був залучений до досліджень порівняв ідею моделі з конденсатом Бозе-Ейнштейна із водою у ванні. «Модель базується на факті, що існує точна математична аналогія між фізикою частинок поблизу чорних дір та коливаннями в рідинах, що течуть. Це витончена теорія, що іноді може не виконуватися. «Якщо витягнути пробку у ванні, ви створите потік вниз через отвір і хвилі на воді спускатимуться до нього. Потік ставатиме все швидшим при наближенні до отвору і якщо ви матимете систему, де потік рухатиметься швидше за хвилі, то останні ніколи не повернуться назад після проходження деякої точки поблизу отвору». Доктор Вайсмен стверджує, що ця точка еквівалентна до горизонту подій – точки, де унеможливлюється повернення речовини, що була захоплена гравітацією чорної діри.

Підготував студент другого курсу Антон Омелюх , за матеріалами інформаційної служби BBC


Галерея новин
panelstate
stasbeh вересень 22 2016 536 0 коментар 0 з 0 оцінка Друк

0 коментар

Коментувати

Щоб отримати можливість додавання коментарів, будь ласка, спочатку авторизуйтесь на сайті через власний обліковий запис.
  • Коментарі відсутні


Доступ до оцінювання мають лише зареєстровані користувачі. Будь ласка, Вхід to vote.
Чудово! (0)0 %
Добре (0)0 %
Нормально (0)0 %
Задовільно (0)0 %
Погано (0)0 %