Χρησιμοποιώντας μια αλυσίδα ατόμων σε ένα μόνο αρχείο για να μοντελοποιήσουν τον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, οι φυσικοί παρατήρησαν το ισοδύναμο αυτού που ονομάζουμε Ακτινοβολία Χόκινγκ – σωματίδια που γεννήθηκαν από τη διαταραχή των κβαντικών διακυμάνσεων που προκαλούνται από το χωροχρονικό χάσμα μιας μαύρης τρύπας.
Αυτό, λένε, θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση της αντίφασης μεταξύ δύο επί του παρόντος ασυμβίβαστων πλαισίων για την περιγραφή του σύμπαντος: τη γενική σχετικότητα, η οποία περιγράφει τη συμπεριφορά της βαρύτητας ως συνεχές πεδίο γνωστό ως χωροχρόνος, και την κβαντική μηχανική, η οποία περιγράφει τη συμπεριφορά των διακριτών σωματιδίων. χρησιμοποιώντας μαθηματικές πιθανότητες Για να δημιουργηθεί μια ενοποιημένη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας που θα μπορούσε να εφαρμοστεί παγκοσμίως, αυτές οι δύο ασυμβίβαστες θεωρίες πρέπει να βρουν έναν τρόπο να συνεννοηθούν με κάποιο τρόπο.
Εδώ μπαίνουν στο παιχνίδι οι μαύρες τρύπες - ίσως τα πιο παράξενα, πιο ακραία αντικείμενα στο σύμπαν. Αυτά τα ογκώδη αντικείμενα είναι τόσο απίστευτα πυκνά που σε μια ορισμένη απόσταση από το κέντρο μάζας της μαύρης τρύπας, καμία ταχύτητα στο σύμπαν δεν είναι επαρκής για διαφυγή. Ακόμα και η ταχύτητα του φωτός. Αυτή η απόσταση, η οποία εξαρτάται από τη μάζα της μαύρης τρύπας, ονομάζεται ορίζοντας γεγονότων. Μόλις ένα αντικείμενο περάσει τα όριά του, μπορούμε μόνο να φανταστούμε τι συμβαίνει, καθώς τίποτα δεν επιστρέφεται με ζωτικές πληροφορίες για τη μοίρα του.
Αλλά το 1974, ο Stephen Hawking πρότεινε ότι οι διακοπές στις κβαντικές διακυμάνσεις που προκαλούνται από τον ορίζοντα γεγονότων οδηγούν σε έναν τύπο ακτινοβολίας πολύ παρόμοιο με τη θερμική ακτινοβολία. Εάν αυτή η ακτινοβολία Hawking υπάρχει, είναι πολύ αδύναμη για να την ανιχνεύσουμε. Ίσως να μην μπορέσουμε ποτέ να το διαχωρίσουμε από τη στατική σφύριγμα του σύμπαντος. Μπορούμε όμως να διερευνήσουμε τις ιδιότητές του δημιουργώντας ανάλογα μαύρων οπών σε εργαστηριακές συνθήκες.
Αυτό είχε γίνει στο παρελθόν, αλλά σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε πέρυσι με επικεφαλής τη Lotta Mertens του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ στην Ολλανδία, οι φυσικοί έκαναν κάτι νέο. Μια μονοδιάστατη αλυσίδα ατόμων χρησίμευε ως διαδρομή για τα ηλεκτρόνια να «πηδούν» από τη μια θέση στην άλλη. Αλλάζοντας την ευκολία με την οποία θα μπορούσαν να συμβούν αυτά τα άλματα, οι φυσικοί θα μπορούσαν να προκαλέσουν την εξαφάνιση ορισμένων ιδιοτήτων, δημιουργώντας ουσιαστικά ένα είδος ορίζοντα γεγονότων που παρενέβαινε στην κυματοειδή φύση των ηλεκτρονίων.
Η επίδραση αυτού του ψευδούς ορίζοντα γεγονότων παρήγαγε μια αύξηση της θερμοκρασίας που ανταποκρίθηκε στις θεωρητικές προσδοκίες ενός ισοδύναμου συστήματος μαύρων οπών, αλλά μόνο όταν μέρος της αλυσίδας εκτεινόταν πέρα από τον ορίζοντα γεγονότων. Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι η εμπλοκή των σωματιδίων που διασχίζουν τον ορίζοντα γεγονότων παίζει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία της ακτινοβολίας Hawking.
Η προσομοιωμένη ακτινοβολία Hawking ήταν μόνο θερμική για ένα συγκεκριμένο εύρος πλάτους αιχμής και σε προσομοιώσεις που ξεκίνησαν με την προσομοίωση ενός συγκεκριμένου τύπου χωροχρόνου που υποτίθεται ότι ήταν "επίπεδος". Αυτό δείχνει ότι η ακτινοβολία Hawking μπορεί να είναι θερμική μόνο σε ορισμένες περιπτώσεις όταν υπάρχει μια αλλαγή στην καμπυλότητα του χωροχρόνου υπό την επίδραση της βαρύτητας.
Δεν είναι ξεκάθαρο τι σημαίνει αυτό για την κβαντική βαρύτητα, αλλά το μοντέλο προσφέρει έναν τρόπο μελέτης της εμφάνισης της ακτινοβολίας Hawking σε ένα μέσο που δεν επηρεάζεται από την άγρια δυναμική του σχηματισμού μαύρης τρύπας. Και επειδή είναι τόσο απλό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα πειραματικών ρυθμίσεων, λένε οι ερευνητές.
«Αυτό μπορεί να ανοίξει ευκαιρίες για τη μελέτη θεμελιωδών κβαντομηχανικών πτυχών, καθώς και της βαρύτητας και του παραμορφωμένου χωροχρόνου σε διάφορες συνθήκες συμπυκνωμένης ύλης», εξηγούν οι φυσικοί στο άρθρο τους.
Επίσης ενδιαφέρον:
- Έξι εντολές τεχνητής νοημοσύνης
- 10 ανακαλύψεις που αποδεικνύουν ότι ο Αϊνστάιν έχει δίκιο για το σύμπαν. Και 1, που αρνείται