Koristeći lanac atoma u jednoj datoteci za modeliranje horizonta događaja crne rupe, fizičari su uočili ekvivalent onoga što nazivamo Hawkingovo zračenje – čestice rođene iz perturbacije kvantnih fluktuacija uzrokovanih prostorno-vremenskim jazom crne rupe.
To bi, kažu, moglo pomoći u rješavanju kontradikcije između dva trenutno nepomirljiva okvira za opisivanje svemira: opće relativnosti, koja opisuje ponašanje gravitacije kao kontinuiranog polja poznatog kao prostor-vrijeme, i kvantne mehanike, koja opisuje ponašanje diskretnih čestica koristeći matematičke vjerojatnosti Da bi se stvorila jedinstvena teorija kvantne gravitacije koja bi se mogla univerzalno primijeniti, ove dvije nekompatibilne teorije moraju pronaći način da se nekako slažu.
Tu na scenu stupaju crne rupe – možda najčudniji, najekstremniji objekti u svemiru. Ovi masivni objekti toliko su nevjerojatno gusti da na određenoj udaljenosti od središta mase crne rupe nijedna brzina u svemiru nije dovoljna za bijeg. Čak i brzina svjetlosti. Ova udaljenost, koja ovisi o masi crne rupe, naziva se horizont događaja. Jednom kada objekt prijeđe svoju granicu, možemo samo zamisliti što se događa, budući da se ništa ne vraća s vitalnim informacijama o njegovoj sudbini.
Ali 1974. Stephen Hawking je sugerirao da prekidi u kvantnim fluktuacijama uzrokovani horizontom događaja dovode do vrste zračenja vrlo sličnog toplinskom zračenju. Ako ovo Hawkingovo zračenje postoji, ono je preslabo da bismo ga otkrili. Možda ga nikada nećemo moći odvojiti od siktave statičnosti svemira. Ali možemo istražiti njegova svojstva stvaranjem analoga crnih rupa u laboratorijskim uvjetima.
To je već učinjeno, ali u studiji objavljenoj prošle godine koju je vodila Lotta Mertens sa Sveučilišta u Amsterdamu u Nizozemskoj, fizičari su učinili nešto novo. Jednodimenzionalni lanac atoma služio je kao put kojim su elektroni "skakali" s jednog položaja na drugi. Promjenom lakoće kojom bi se ti skokovi mogli dogoditi, fizičari bi mogli uzrokovati nestanak određenih svojstava, učinkovito stvarajući neku vrstu horizonta događaja koji je ometao valovitu prirodu elektrona.
Učinak ovog lažnog horizonta događaja proizveo je porast temperature koji je ispunio teoretska očekivanja ekvivalentnog sustava crnih rupa, ali samo kada se dio lanca proširio izvan horizonta događaja. To može značiti da isprepletenost čestica koje prelaze horizont događaja igra važnu ulogu u stvaranju Hawkingovog zračenja.
Simulirano Hawkingovo zračenje bilo je toplinsko samo za određeni raspon amplituda šiljaka, te u simulacijama koje su počele simuliranjem određene vrste prostor-vremena za koje se pretpostavljalo da je "ravno". To ukazuje da Hawkingovo zračenje može biti toplinsko samo u određenim situacijama kada dolazi do promjene u zakrivljenosti prostor-vremena pod utjecajem gravitacije.
Nije jasno što to znači za kvantnu gravitaciju, ali model nudi način za proučavanje pojave Hawkingovog zračenja u mediju koji nije pod utjecajem divlje dinamike formiranja crne rupe. A budući da je tako jednostavan, može se koristiti u širokom rasponu eksperimentalnih okruženja, kažu istraživači.
"Ovo može otvoriti mogućnosti za proučavanje temeljnih kvantno-mehaničkih aspekata, kao i gravitacije i iskrivljenog prostor-vremena u različitim uvjetima kondenzirane tvari", objašnjavaju fizičari u svom članku.
Također zanimljivo:
- Šest zapovijedi umjetne inteligencije
- 10 otkrića koja dokazuju da je Einstein u pravu o svemiru. I 1, koji poriče