Физики смоделировали в лаборатории черную дыру, которая затем начала светиться. Научная тревога

А Черная дыра Аналог может рассказать нам кое-что о неуловимом излучении, теоретически испускаемом реальным объектом.

Используя цепочку атомов в одном файле для моделирования горизонта событий черной дыры, группа физиков в 2022 году наблюдала эквивалент того, что мы называем Излучение Хокинга – Частицы, возникающие в результате возмущений квантовых флуктуаций, возникающих в результате проникновения черной дыры в пространство-время.

Они говорят, что это может помочь разрешить противоречие между двумя в настоящее время непримиримыми концепциями описания Вселенной: Общая теория относительностиКоторый описывает поведение гравитации как непрерывного поля, известного как пространство-время; и квантовая механика, которая описывает поведение дискретных частиц с использованием математики вероятности.

Для создания единой теории квантовой гравитации, которая может применяться универсально, эти две несмешивающиеся теории должны найти способ каким-то образом согласоваться друг с другом.

Это место Черные дыры Изображенные на фото – пожалуй, самые странные и экстремальные объекты во Вселенной. Эти массивные объекты настолько плотны, что на определенном расстоянии от центра масс черной дыры во Вселенной не хватает скорости, чтобы ускользнуть. Даже не скорость света.

это расстояние, неровный Его называют горизонтом событий, в зависимости от массы черной дыры. Как только объект пересекает свои границы, мы можем только догадываться, что происходит, поскольку ничто не возвращает важную информацию о его судьбе. Но в 1974 г. Стивен Хокинг Было высказано предположение, что прерывание квантовых флуктуаций, вызванное горизонтом событий, приводит к типу излучения, очень похожему на тепловое.

Если излучение Хокинга и существует, то оно пока слишком слабое, чтобы его можно было обнаружить. Возможно, нам никогда не удастся извлечь его из тишины Вселенной. Но мы можем Исследуйте его свойства Создавая Аналоги черной дыры В лабораторных условиях.

Это делалось и раньше, но в ноябре 2022 года команда под руководством Лотте Мертенс из Амстердамского университета в Нидерландах попробовала что-то новое.

Одномерная цепочка атомов послужила путем к «Перепрыгивать» из одной позиции в другую. Регулируя легкость, с которой может происходить этот скачок, физики могут заставить исчезнуть определенные свойства, эффективно создавая своего рода горизонт событий, который мешает волновой природе электронов.

По словам команды, воздействие ложного горизонта событий привело к повышению температуры, что соответствует теоретическим предсказаниям для эквивалентной системы черных дыр. Но только тогда, когда часть цепочки выходит за горизонт событий.

Это может означать запутывать Частицы, пересекающие горизонт событий, играют важную роль в генерации излучения Хокинга.

Смоделированное излучение Хокинга было тепловым только в определенном диапазоне амплитуд скачков, и в ходе моделирования они начали моделировать тип пространства-времени, которое считается «плоским». Это говорит о том, что излучение Хокинга может быть тепловым только в ряде ситуаций, а также когда происходит изменение деформации пространства-времени под действием гравитации.

Неясно, что это означает для квантовой гравитации, но модель предлагает способ изучить появление излучения Хокинга в среде, на которую не влияет дикая динамика образования черных дыр. По словам исследователей, поскольку это настолько просто, его можно применять в широком диапазоне экспериментальных условий.

«Это может открыть путь к изучению фундаментальных аспектов квантовой механики, а также гравитации и искривленного пространства-времени в различных условиях конденсированной материи». Исследователи написали.

Исследование было опубликовано в Физическое обзорное исследование.

Версия этой статьи была впервые опубликована в ноябре 2022 года.