O gaură neagră dezvoltată în laborator a confirmat o teorie prezisă de Stephen Hawking în 1974
În 1974, Stephen Hawking a teoretizat că cei mai întunecați monștri gravitaționali ai Universului, găurile negre, nu sunt chiar obiectele imaginate de astronomi, însă acestea pot emite în mod spontan lumină, fenomen ce a fost acum denumit „Hawking”.
Problema este că niciun astronom nu a observat vreodată misterioasele radiații ale lui Hawking și având în vedere că au fost prezise ca fiind foarte slabe, s-ar putea să nu fie niciodată observate. Tocmai de aceea, oamenii de știință creează acum propriile lor găuri negre.
Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie Technion-Israel au fost tocmai asta. Aceștia au creat o gaură neagră analoagă din câteva mii de atomi. Oamenii de știință încercau să confirme două dintre cele mai importante predicții ale lui Stephen Hawking, anume faptul că radiația Hawking apare din nimic și faptul că acestea nu își modifică intensitatea în timp, ceea ce înseamnă că este staționară.
„Tocmai asta am dorit să confirmăm și chiar am reușit”
„O gaură neagră trebuie să radieze ca un corp întunecat, ceea ce este de fapt un obiect cald care emite radiații infraroșii constante. Hawking a sugerat că găurile negre sunt doar stele obișnuite, care produc un anumit tip de radiație tot timpul, în mod constant. Tocmai asta am dorit să confirmăm și chiar am reușit”, a explicat Jeff Steinhauer, profesor de fizică la Institutul de Tehnologie Technion-Israel.
Gaura neagră dezvoltată în laborator a fost compusă din gazul a aproximativ 8.000 de atomi de rubidiu care au fost răciți până la aproape absolut zero și ținuți pe loc cu un laser. Atomii au creat o stare misterioasă a materiei, cunoscută drept condensatul Bose-Einstein, care permite miilor de atomi să acționeze împreună ca și acum ar fi un singur atom.
„Asta este exact ce se întâmplă într-o gaură neagră”
Cu ajutorul unui al doilea laser, cercetătorii au creat energie care a cauzat gazul să curgă precum apa unei cascade, astfel creând un orizont al evenimentelor în care jumătate din gaz curgea mai rapid decât viteza sunetului, iar cealaltă jumătate mai lent. În cadrul acestui experiment, oamenii de știință căutau perechi de fononi, în loc de perechi de fotoni, care se formau în mod spontan în gaz.
Un fonon din jumătatea mai lentă se poate deplasa împotriva curentului de gaz, în timp ce un fonon din jumătatea mai rapid rămânea blocat din cauza vitezei gazului supersonic, a explicat Steinhauer. „Este ca și cum încerci să înoți împotriva curentului care este mai rapid decât tine. Asta este exact ce se întâmplă într-o gaură neagră, imediat ce ești în interior, este imposibil să atingi orizontul”, a adăugat Steinhauer, citat de Live Science.
Cercetătorii au reperat experimentul de 97.000 de ori
Odată ce au descoperit perechile de fononi, cercetătorii au trebuit să confirme dacă aceștia erau corelați și dacă radiația Hawking rămânea constantă în timp, adică dacă era staționară. Acel proces a fost complicat pentru că de fiecare dată când făceau poze cu gaura neagră, acestea erau distruse de căldura create. Așadar, echipa a reperat experimentul de 97.000 de ori, fiind nevoie de 124 de zile de măsurători continue pentru a găsi corelările. Într-un final, răbdarea lor a dat roade.
„Am arătat că radiația Hawking era staționară, ceea ce înseamnă că nu se modifică în timp. Este exact ce a prezis Stephen Hawking”, a adăugat Steinhauer.
Vă mai recomandăm să citiți și:
Prima gaură neagră descoperită vreodată este mult mai mare decât s-a crezut
Astronomii au descoperit o stea care a fost aproape înghițită de o gaură neagră, însă a supraviețuit