Како црне рупе "раде"?
Црне рупе су области у свемиру где је гравитација веома јака. Штавише
Хокингово зрачење у обичној црној рупипојављује се када се на хоризонту догађаја појави пар виртуелних честица, који се претвара у пар честица-античестица. У овом случају, једна честица пада иза хоризонта, а друга одлети.
Шта је Хокинг предвидео?
Теоретски физичар Степхен Хавкинг предвидио је:иако ништа не може напустити црне рупе, оне саме спонтано емитују ограничену количину светлости. Познато је као Хокингово зрачење. Према предвиђањима физичара, ово зрачење је спонтано (односно настаје ни из чега) и стационарно (то јест, његов интензитет се не мења много током времена).
Хокингово зрачење је главни аргумент научникау вези са распадом (испаравањем) малих црних рупа, које би теоретски могле настати током експеримената на ЛХЦ-у — Великом хадронском сударачу. Овај ефекат је основа за идеју јединственог реактора - уређаја за добијање енергије из црне рупе помоћу Хокинговог зрачења.
Аутор: Максимилијен Брис, ЦЕРН — ЦЕРН Доцумент Сервер, ЦЦ БИ-СА 3.0
В. Грибов у дискусији са Иа.Зелдович је инсистирао да захваљујући квантном тунелирању црне рупе треба да емитују честице Чак и пре објављивања свог рада, Хокинг је посетио Москву 1973. године, где се састао са совјетским научницима Јаковом Зелдовичем и Алексејем Старобинским. Они су Хокингу демонстрирали да, према принципу неизвесности квантне механике, ротирајуће црне рупе треба да генеришу и емитују честице.
Према Хокинговим предвиђањима, зрачење црне бојерупа је спонтана. У новој студији, научници су покушали да открију да ли је зрачење које емитује њихова црна рупа такође стационарно (тј. Да ли остаје константно током времена).
Шта су научници сазнали?
Истраживачи Исраел ТецхнологицалИнститут Тецхнион недавно је спровео истраживање чији је циљ био тестирање Хокингових теоријских предвиђања. Посебно су проучавали да ли је еквивалент Хокинговог зрачења у "вештачкој црној рупи" створеној у лабораторијским условима стационаран.
Ако уђете у хоризонт догађаја, нећетеможете изаћи одавде чак и ако има светлости. Хокингово зрачење почиње одмах иза хоризонта догађаја, где светлост једва може да побегне. Заиста је чудно јер тамо нема ничега; ово је празан простор. Али ово зрачење почиње ни из чега, излази и одлази на Земљу.
Јефф Стеинхауер, један од истраживача у интервјуу за СциенцеКс
Како су научници створили вештачку црну рупу?
Вештачка црна рупа коју су створили Израелцинаучници, имао је дужину од око 0,1 мм и направљен је од гаса који се састоји од 8.000 атома рубидијума. Ово је релативно мали број атома. Сваки пут кад су је истраживачи фотографисали, црна рупа се срушила. Тако су, да би временом посматрали њену еволуцију, морали да направе црну рупу, да је фотографишу, а затим да направе нову. Овај процес се понављао много пута током месеци.
Аналогну црну рупу створили су истраживачи. Заслуге: Колобов и др.
Хокингово зрачење које емитује овај аналогцрна рупа, састоји се од звучних таласа, а не светлости. Атоми рубидијума се крећу брже од брзине звука, па звучни таласи не могу доћи до хоризонта догађаја и побећи из црне рупе. Међутим, изван хоризонта догађаја, гас тече споро, па се звучни таласи могу слободно кретати.
Рубидијум тече брзо, брже од брзине звука, ито значи да звук не може ићи против тока. Рецимо да особа покушава да плива против струје. Ако ова струја иде брже него што је у стању да плива, онда је једноставно немогуће кренути напред. Пливач се стално гура уназад - поток се креће пребрзо и у супротном смеру. Као резултат тога, особа се заглави на једном месту. Овако је бити заглављен у црној рупи и покушати доћи до хоризонта догађаја изнутра.
Хокингово зрачење се састоји од парова фотона (тј.светлосне честице): једна излази из црне рупе, а друга пада назад у њу. У покушају да идентификују Хокингово зрачење које емитује аналогна црна рупа, научници су тражили сличне парове звучних таласа, од којих један излази из црне рупе, а други се креће у њу. Када су идентификовали ове парове звучних таласа, истраживачи су покушали да утврде да ли постоје корелације између њих. Физичари су поновили свој експеримент 97.000 пута — то је 124 дана континуираних мерења.&нбсп;Као резултат тога, истраживачи су открили да се пар звучних таласа појављује на аналогу црне рупе, а такође су потврдили корелацију између њих.
Све у свему, чини се да резултати то потврђујузрачење које емитују црне рупе је стационарно, како је Хокинг предвидео. Иако се ови резултати односе првенствено на аналогне црне рупе које су створили, теоријске студије могу помоћи да се потврди да ли се могу применити и на праве црне рупе.
Која је суштина?
Студија научника поставља важна питања.Чињеница је да су могли да посматрају цео животни век аналогне црне рупе и виде како је почело Хокингово зрачење. Будућа истраживања могла би да покушају да упореде резултате рада са предвиђањима о томе шта ће се догодити у правој црној рупи. На овај начин, научници ће моћи да виде да ли „право” Хокингово зрачење почиње на нули, а затим се повећава, као што су физичари приметили током експеримента.
Права црна рупа има два хоризонта:спољашњи је хоризонт догађаја (тачније, хоризонт видљивости), а унутрашњи је Цоцхијев хоризонт. Између два хоризонта постоји Т-регион, где је кретање било ког објекта могуће само у једном смеру: светлост, честица или особа ће се кретати само према унутра. Плимне силе ће се повећавати док се крећете у овом подручју према унутрашњем хоризонту Цауцхи. Изненађујуће, под њим се кретање објекта према центру драматично успорава (у извесном смислу, у координатама које прате сам објекат).
Након заустављања у пратећој установикоординате, почиње да се гура према споља - у други универзум (топологија стварних црних рупа је нетривијална, у њему постоји веза између различитих универзума, а објекат мора бити истиснут у други универзум). На тачки заустављања (назива се и прекретница, тачка грла) постоје максималне плимске силе за дату црну рупу, дати објекат и почетни услови за пад овог објекта (у другим условима овај максимум ће бити различити, али увек коначни).
У подручју унутар унутрашњег хоризонтагравитационо привлачење је много ниже, па се објекти могу слободно кретати и више их не привлачи центар црне рупе. Међутим, они и даље не могу напустити црну рупу јер не могу проћи кроз унутрашњи хоризонт у супротном смеру (тј. Кренути према хоризонту догађаја).
У суштини, хоризонт догађаја је спољна сфера.црна рупа, а унутар ње постоји мала сфера која се зове унутрашњи хоризонт. Ако особа падне изван унутрашњег хоризонта, и даље ће бити заглављена у црној рупи. Али, барем неће осетити незамисливу физику боравка у њему. Особа ће се наћи у „нормалнијем“ окружењу, јер ће сила гравитације бити мања и више је неће моћи осећати.
Неки физичари су предвидели да кадааналогна црна рупа формира унутрашњи хоризонт, зрачење које емитује постаје јаче. Занимљиво је да се управо то догодило у аналогној црној рупи коју су створили истраживачи Тецхниона. Стога би ова студија могла инспирисати друге физичаре да проуче утицај формирања унутрашњег хоризонта на интензитет Хокинговог зрачења.
Прочитајте такође
Створена је прва тачна мапа света. Шта није у реду са свима осталима?
Научници су први пут забележили како се планете формирају око звезда мале масе
Откривен је лек против старења који уклања сенесцентне ћелије