Ново откритие помага да се разбере по-добре как черните дупки губят енергия и може също да помогне за решаването на информационния парадокс, свързан с тях.
Ново откритие за черните дупки
Както е известно нищо не може да напусне черна дупка. Дори светлината, ако пресече хоризонта на събитията на черна дупка, никога няма да се измъкне. Но през 1974 г. физикът Стивън Хокинг предсказва, че черните дупки могат бавно да губят енергия, като излъчват топлинно лъчение, което сега е известно като лъчение на Хокинг. Механизмът, чрез който това лъчение отнема енергия от черната дупка, известен като обратна реакция, обаче остава неясен.
Мистерията със свръхмасивната черна дупка, която е най-близо до Земята, най-после е разгадана
Физиците успяха да създадат аналог на черна дупка, парадоксално, от светлината и наблюдават аналог на обратната реакция на лъчението на Хокинг. Учените казват, че резултатите им дават важни улики за това как черните дупки постепенно губят енергия и може да помогнат за разрешаването на някои от най-големите мистерии на физиката. Изследването е публикувано в списание Nature, пише ScienceAlert.
Според теорията на Стивън Хокинг, квантовите ефекти близо до хоризонта на събитията на черна дупка позволяват на тези обекти да излъчват радиация, която с течение на времето кара черната дупка да се изпари, тоест да изчезне.
Въпреки че лъчението на Хокинг е широко прието предсказание на квантовата теория на полето в изкривено пространство-време, което създава гравитация, точният механизъм, чрез който енергията се прехвърля от черна дупка към лъчение, остава неясен. Този процес се нарича обратен поток. Тъй като лъчението на Хокинг от истински черни дупки е толкова слабо, че не може да се наблюдава директно, учените създават аналози на черни дупки в лаборатория, за да имитират физическите свойства на тези обекти.
Рекорд: Квазарният вятър достигна 30% от скоростта на светлината близо до свръхмасивна черна дупка
Учените използвали ултрабързи лазерни импулси, които се разпространявали през специално оптично влакно. Един лазерен импулс променил оптичните свойства на влакното, създавайки условия за втория импулс, подобни на хоризонта на събитията на черна дупка. Учените търсили признаци на обратната реакция, т.е. загубата на енергия, която се случва по време на лъчението на Хокинг. Този процес демонстрира как енергията се прехвърля от черната дупка към лъчението на Хокинг.
За да разберат обратната реакция, физиците я сравняват с двама души на ролкови кънки. Ако единият човек бута другия, и двамата се движат в противоположни посоки, съгласно третия закон на Нютон. Тъй като лъчението на Хокинг отнема енергия, системата, която го е създала, трябва да отдели еквивалентно количество енергия. Физиците са открили този ефект.
Това откритие доведе и до неочакван резултат. Учените смятаха, че лъчението на Хокинг, което се наблюдава в аналозите на черните дупки, възниква от сложна поредица от взаимодействия. Вместо това се оказа, че лъчението и обратната реакция възникват от един-единствен директен процес.
Възможно е истински черни дупки да генерират лъчение на Хокинг чрез подобен процес. Това откритие би могло да промени начина, по който мислим за процеса на изпаряване на черните дупки.
Това би могло да помогне и за обяснението на известния информационен парадокс на Стивън Хокинг за черната дупка. То е противоречие между квантовата механика и общата теория на относителността на Айнщайн. Ако една черна дупка се изпари, тогава цялата информация, която е попаднала в нея, би трябвало да бъде загубена. Но според правилата на квантовата механика, цялата информация във Вселената се запазва завинаги.
В търсене на черна дупка: Астрономи откриха една от най-големите галактики във Вселената
