Raziskovalci z univerze St. Andrews na Škotskem trdijo, da so našli način, kako simulirati obzorje črne luknje - ne s pomočjo nove kozmične tehnike opazovanja in ne z močnim superračunalnikom ... ampak v laboratoriju. Z uporabo laserjev, dolžine optičnih vlaken in glede na nekatere bizarne kvantne mehanike se lahko ustvari „posebnost“, da se spremeni valovna dolžina laserja, ki sintetizira učinke obzorja dogodka. Če lahko ta eksperiment ustvari obzorje dogodkov, se lahko preizkusi teoretični pojav Hawkingovega sevanja, ki morda daje najboljši priložnosti Stephenu Hawkingu za pridobitev Nobelove nagrade.
Kako torej ustvarite črno luknjo? V kozmosu nastanejo črne luknje, ki nastanejo ob propadu masivnih zvezd. Masa zvezde se zaradi ogromnih gravitacijskih sil, ki delujejo na telo, zruši do ene same točke (potem ko zmanjka goriva in se podvrže supernovi). Če zvezda preseže določeno mejno maso (tj Omejitev Chandrasekharja - maksimum, pri katerem masa zvezde ne more podpirati svoje strukture proti gravitaciji), bo propadla v diskretno točko (singularnost). Prostor-čas bo tako izkrivljen, da bo vsa lokalna energija (materija) in sevanje) bo padel v singularnost. Razdalja od singularnosti, pri kateri niti svetloba ne more uiti gravitacijskemu potegu, je znana kot obzorje dogodkov. Visokoenergijski trki delcev kozmičnih žarkov, ki vplivajo na zgornjo atmosfero, lahko ustvarijo mikro črne luknje (MBH). Veliki hadronski trkalnik (v CERN-u, blizu Ženeve, Švica) lahko prav tako povzroči trke, ki so dovolj energični, da ustvarijo MBH. Zanimivo je, da če LHC lahko proizvede MBH, je mogoče dokazati teorijo Stephena Hawkinga o "Hawkingovem sevanju", če bi nastali MBH skoraj takoj izhlapeli.
Hawking napoveduje, da črne luknje oddajajo sevanje. Ta teorija je paradoksalna, saj nobeno sevanje ne more ubežati obzorju črne luknje. Vendar pa Hawking teoretizira, da so se zaradi kvare v kvantni dinamiki pojavile črne luknje lahko proizvajajo sevanje.
Poenostavljeno povedano, vesolje omogoča ustvarjanje delcev v vakuumu, "izposojajo" energijo iz svoje okolice. Da bi ohranili energijsko ravnovesje, lahko delec in njegov anti-delček živita le kratek čas, s čimer se zelo hitro vrneta izposojena energija z uničevanjem. Dokler v kvantnem časovnem roku vstanejo in izstopijo, veljajo za "virtualne delce". Ustvarjanje do uničevanja ima neto nič energije.
Vendar se situacija spremeni, če je ta par delcev ustvarjen na ali blizu črnega luknja. Če eden od virtualnih parov pade v črno luknjo in se njegov partner odvrže stran od obzorja dogodkov, se ne more uničiti. Oba navidezna delca bosta postala "resnična", kar bo omogočilo, da uhajači delček nosi energijo in maso stran od črne luknje (za ujeti delček lahko štejemo, da ima negativno maso, s čimer se zmanjša masa črne luknje). Tako Hawkingova sevanja napovedujejo "izhlapevanje" črnih lukenj, saj se na tem dogodku na horizontu dogodkov izgubi masa. Hawking napoveduje, da bodo črne luknje postopoma izhlapevale in izginile, plus ta učinek bo najbolj izrazit za majhne črne luknje in MBH.
Torej… nazaj v naš laboratorij St. Andrews…
Prof Ulf Leonhardt upa, da bo z laserskimi impulzi ustvaril pogoje obzorja dogodkov v črni luknji in morda ustvaril prvi neposredni eksperiment za testiranje Hawkingovega sevanja. Leonhardt je strokovnjak za "kvantne katastrofe", točko, ko se valovna fizika razgradi, kar ustvarja posebnost. Na nedavnem srečanju »Kozmologija srečuje kondenzirano zadevo« v Londonu je Leonhardtova ekipa objavila svojo metodo za simulacijo ene ključnih sestavin okolja obzorja dogodkov.
Svetloba potuje skozi materiale z različnimi hitrostmi, odvisno od njihovih lastnosti valov. Skupina St. Andrews uporablja dva laserska žarka, eno počasno, eno hitro. Najprej se optično vlakno spusti počasi širjenje impulza, nato pa sledi hitrejši impulz. Hitrejši impulz naj bi "dohitel" počasnejši utrip. Ko pa počasen impulz prehaja skozi medij, spreminja optične lastnosti vlakna, zaradi česar se hitri impulz upočasni. To se zgodi s svetlobo, ko poskuša pobegniti z obzorja dogodkov - upočasni se toliko, da postane »ujeta«.
“S teoretičnimi izračuni pokažemo, da je tak sistem sposoben preizkusiti kvantne učinke obzorij, zlasti Hawkingovo sevanje. " - Iz prihajajočega prispevka skupine St. Andrews.
Učinki, ki jih imata dva laserska impulza na posnemanje fizike znotraj dogodkovnega obzorja, se slišita čudno, toda ta nova študija nam bo morda pomagala razumeti, če se MBH generirajo v LHC-jih in bi lahko Stephena Hawkinga nekoliko potisnili k zasluženi Nobelovi nagradi.
Vir: Telegraph.co.uk
