Pomocí řetězce atomů v jediném souboru k modelování horizontu událostí černé díry fyzici pozorovali ekvivalent toho, co nazýváme Hawkingovo záření – částice zrozené z poruch kvantových fluktuací způsobených časoprostorovou mezerou černé díry.
To by podle nich mohlo pomoci vyřešit rozpor mezi dvěma v současnosti neslučitelnými rámci pro popis vesmíru: obecnou teorií relativity, která popisuje chování gravitace jako spojité pole známé jako časoprostor, a kvantovou mechanikou, která popisuje chování diskrétních částic. pomocí matematických pravděpodobností K vytvoření jednotné teorie kvantové gravitace, která by mohla být aplikována univerzálně, musí tyto dvě neslučitelné teorie najít způsob, jak spolu nějak vycházet.
Zde vstupují do hry černé díry – možná nejpodivnější a nejextrémnější objekty ve vesmíru. Tyto masivní objekty jsou tak neuvěřitelně husté, že v určité vzdálenosti od středu hmoty černé díry žádná rychlost ve vesmíru nestačí k úniku. Dokonce i rychlost světla. Tato vzdálenost, která závisí na hmotnosti černé díry, se nazývá horizont událostí. Jakmile objekt překročí svou hranici, můžeme si jen představovat, co se stane, protože se nic nevrací s životně důležitými informacemi o jeho osudu.
Ale v roce 1974 Stephen Hawking navrhl, že přerušení kvantových fluktuací způsobené horizontem událostí vede k typu záření velmi podobnému tepelnému záření. Pokud toto Hawkingovo záření existuje, je příliš slabé na to, abychom ho detekovali. Možná ji nikdy nebudeme schopni oddělit od syčící statické elektřiny vesmíru. Ale můžeme zkoumat jeho vlastnosti vytvořením analogů černých děr v laboratorních podmínkách.
To se již dělalo dříve, ale ve studii zveřejněné v loňském roce, kterou vedla Lotta Mertensová z Amsterdamské univerzity v Nizozemsku, fyzici udělali něco nového. Jednorozměrný řetězec atomů sloužil elektronům jako cesta k „přeskakování“ z jedné pozice do druhé. Změnou snadnosti, s jakou by tyto skoky mohly nastat, by fyzici mohli způsobit zmizení určitých vlastností, čímž by účinně vytvořili jakýsi horizont událostí, který interferoval s vlnovou povahou elektronů.
Účinek tohoto falešného horizontu událostí vyvolal nárůst teploty, který splnil teoretická očekávání ekvivalentního systému černých děr, ale pouze tehdy, když se část řetězce rozšířila za horizont událostí. To může znamenat, že propletení částic procházejících horizontem událostí hraje důležitou roli při vytváření Hawkingova záření.
Simulované Hawkingovo záření bylo tepelné pouze pro určitý rozsah vrcholových amplitud a v simulacích, které začínaly simulací určitého typu časoprostoru, o kterém se předpokládalo, že je „plochý“. To naznačuje, že Hawkingovo záření může být tepelné pouze v určitých situacích, kdy dochází ke změně zakřivení časoprostoru vlivem gravitace.
Není jasné, co to znamená pro kvantovou gravitaci, ale model nabízí způsob, jak studovat vzhled Hawkingova záření v médiu, které není ovlivněno divokou dynamikou tvorby černých děr. A protože je to tak jednoduché, může být použito v široké škále experimentálních nastavení, říkají vědci.
"To může otevřít příležitosti pro studium základních kvantově mechanických aspektů, stejně jako gravitace a pokřiveného časoprostoru v různých podmínkách kondenzované hmoty," vysvětlují fyzici ve svém článku.
Zajímavé také:
- Šest přikázání umělé inteligence
- 10 objevů, které dávají Einsteinovi za pravdu ohledně vesmíru. A 1, která popírá