Fyzikom sa podaril významný pokrok v oblasti štúdia čiernych dier. Vymysleli totiž experiment, v ktorom použili reťaz atómov na napodobnenie správania sa horizontu udalostí čiernej diery. Toto simulované prostredie im umožnilo pozorovať niečo, čo sa podobá Hawkingovmu žiareniu. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Čierna diera z laboratória

Koncept Hawkingovho žiarenia vznikol v dôsledku stretu dvoch základných teórií: všeobecnej teórie relativity, ktorá opisuje gravitáciu ako spojité pole, a kvantovej mechaniky, ktorá zobrazuje správanie častíc v pravdepodobnostnom vyjadrení.. Prepojenie týchto teórií je kľúčové pre komplexné pochopenie vesmíru.

Chandra X-ray Observatory/ Black-Hole-Event-Horizon/ Úprava redakcie

Vzhľadom na zvláštnu povahu čiernych dier, tieto záhadné vesmírne monštrá často slúžia ako testovací priestor pre zjednotenie, alebo aspoň pokus o zjednotenie našich najlepších teórií. Ako iste vieš, čierne diery majú horizont udalostí, teda hranicu, za ktorou nemôže uniknúť nič, dokonca ani svetlo. Hawking predpokladal, že kvantové fluktuácie v blízkosti tejto hranice môžu generovať žiarenie.

Hoci toto žiarenie nedokážeme zachytiť, alebo na vlastné oči pozorovať, jeho vlastnosti vedci dokážu skúmať vytvorením analógov čiernych dier v laboratórnych podmienkach. Aj keď vytváranie takýchto analógov nie je samé o sebe novinkou, vedci pod vedením Lotte Mertensovou vyskúšali niečo nové.

Podarilo sa im totiž vytvoriť simulovaný horizont udalostí prostredníctvom jednorozmerného reťazcu atómov. Manipuláciou so správaním atómov vytvorili podmienky podobné tým, ktoré panujú v blízkosti čiernej diery. Pozoruhodné je, že pozorovali nárast teploty, čo odráža očakávané účinky Hawkingovho žiarenia.

ESO/M. Kornmesser

Zistenia naznačujú, že prepletenie častíc v blízkosti horizontu udalostí môže zohrávať kľúčovú úlohu pri generovaní tohto žiarenia. Okrem toho, simulované žiarenie vykazovalo tepelné vlastnosti za špecifických podmienok, čo vrhá svetlo na zložitý vzťah medzi kvantovou mechanikou a gravitáciou.

Presnejšie, simulované Hawkingovo žiarenie vykazovalo tepelné črty len pre určitý rozsah skokových amplitúd a pri simuláciách, ktoré začali napodobňovaním druhu časopriestoru považovaného za „plochý“.

To naznačuje, že Hawkingovo žiarenie môže byť tepelné iba v rámci rôznych situácií a keď dôjde k zmene deformácie časopriestoru v dôsledku gravitácie. Nie je jasné, čo to znamená pre kvantovú gravitáciu, ale model ponúka vynikajúci spôsob, ako študovať vznik Hawkingovho žiarenia.