Стивън Хокинг Беше Прав: Черните Дупки Могат Да Се Изпарят, Странни Нови Проучвания

{h1}

Използвайки свръхзвукови газови и звукови вълни, изследователите показват, че една от теориите на стивън хокинг за черните дупки е била правилна през цялото време.

черна дупка хоризонт на събитията

През 1974 г. Стивън Хокинг прави едно от най-известните си прогнози: че в крайна сметка черните дупки се изпаряват изцяло.

Според теорията на Хокинг, черните дупки не са идеално "черни", а всъщност всъщност отделят частици. Това лъчение, смята Хокинг, в крайна сметка може да отнеме достатъчно енергия и маса далеч от черните дупки, за да ги изчезне. Широко се приема, че теорията е вярна, но веднъж се смяташе, че е почти невъзможно да се докаже.

За първи път обаче физиците са показали това неуловимо лъчение на Хокинг - поне в лаборатория. Въпреки че радиацията на Хокинг е твърде слаба, за да бъде открита в космоса от нашите съвременни инструменти, физиците сега виждат това излъчване в аналог на черна дупка, създаден с помощта на звукови вълни и някои от най-студените, най-странните вещества във Вселената. [9 идеи за черни дупки, които ще взривят ума ви]

Двойки от частици

Черните дупки упражняват такава невероятно мощна гравитационна сила, че дори фотон, който пътува със скоростта на светлината, не би могъл да избяга. Докато по принцип вакуумът на космоса се смята за празен, несигурността на квантовата механика диктува, че вместо това вакуумът е изпълнен с виртуални частици, които прелитат и съществуват в двойки материя-антиматерия. (Антиматериалните частици имат същата маса като техните аналогични вещества, но срещу електрически заряд.)

Обикновено, след като се появят чифт виртуални частици, те веднага се унищожават. До черна дупка обаче екстремните сили на гравитацията вместо това раздробяват частиците, като едната частица се абсорбира от черната дупка, докато другата изстрелва в космоса. Погълнатата частица има отрицателна енергия, което намалява енергията и масата на черната дупка. Погълнете достатъчно от тези виртуални частици и черната дупка в крайна сметка се изпарява. Избягалата частица става известна като Хокинг радиация.

Това излъчване е достатъчно слабо, че в момента е невъзможно да го наблюдаваме в космоса, но физиците са измислили много креативни начини да го измерват в лаборатория.

Хоризонт на събитието на водопад

Физикът Джеф Щайнхауер и неговите колеги от Техническия институт в Израел в Хайфа използваха изключително студен газ, наречен кондензат Бозе-Айнщайн, за да моделират хоризонта на събитията на черна дупка, невидимата граница, отвъд която нищо не може да избяга. В течащ поток от този газ те поставиха скала, създавайки "водопад" от газ; когато газът тече над водопада, той превръща достатъчно потенциална енергия в кинетична енергия, за да тече по-бързо от скоростта на звука.

Вместо частици от материя и антиматерия, изследователите използваха двойки фонони или квантови звукови вълни в газовия поток. Фононът от бавната страна може да пътува срещу потока на газ, далеч от водопада, докато фононът от бързата страна не може, хванат от „черната дупка“ на свръхзвуков газ.

"Все едно, ако се опитвате да плувате срещу течение, което върви по-бързо, отколкото можете да плувате", заяви Щайнхауер пред WordsSideKick.com. "Бихте се почувствали, че вървите напред, но наистина се връщате назад. И това е аналог на фотон в черна дупка, който се опитва да се измъкне от черната дупка, но е изтръгнат от гравитацията по грешен начин."

Хокинг предсказа, че излъчването на излъчваните частици ще бъде в непрекъснат спектър от дължини на вълните и енергии. Той каза още, че това може да се опише с една-единствена температура, която зависи само от масата на черната дупка. Неотдавнашният експеримент потвърди и двете прогнози в звуковата черна дупка.

"Тези експерименти са обиколна сила", каза Рено Парентани, теоретичен физик от Laboratoire de Physique Théorique от университета Париж-Суд, пред WordsSideKick.com. Парентани също изучава аналогови черни дупки, но от теоретичен ъгъл; той не е участвал в новото проучване. "Това е много прецизен експеримент. От експериментална страна Джеф [Щайнхауер] наистина е в момента водещият експерт в света за използване на студени атоми за изследване на физиката на черната дупка."

Парентани обаче подчерта, че това проучване е „една стъпка по време на дълъг процес“. По-специално, това проучване не показа фононните двойки да са корелирани на квантовото ниво, което е друг важен аспект от прогнозите на Хокинг.

"Историята ще продължи", каза Парентани. "Това изобщо не е краят."

  • 12-те най-странни обекта във Вселената
  • Най-отдалечените идеи на Стивън Хокинг за черните дупки
  • Най-големите неразгадани мистерии във физиката

Първоначално публикувано на Наука на живо.


Видео Добавка: .




Изследване


Ами Сега! 5 Оттеглени Научни Изследвания
Ами Сега! 5 Оттеглени Научни Изследвания

Двама Математици Просто Разрешиха Десетилетие-Стара Математическа Загадка - И Евентуално Смисъла На Живота
Двама Математици Просто Разрешиха Десетилетие-Стара Математическа Загадка - И Евентуално Смисъла На Живота

Наука Новини


Уловени В Акта: Древна Бронирана Риба Се Лети Влечуго
Уловени В Акта: Древна Бронирана Риба Се Лети Влечуго

Почистване На Дебелото Черво: Пари До Тоалетната
Почистване На Дебелото Черво: Пари До Тоалетната

Експерименти С Синтез На Сантиметрови Цели По-Близо До Целта На Безразличие
Експерименти С Синтез На Сантиметрови Цели По-Близо До Целта На Безразличие

Музикалните Уроци От Детството Поддържат Мозъка На Стареенето В Тон
Музикалните Уроци От Детството Поддържат Мозъка На Стареенето В Тон

Насочвате Се Към Колежа? Ето Как Да Сведете До Минимум Вашия Еко Отпечатък
Насочвате Се Към Колежа? Ето Как Да Сведете До Минимум Вашия Еко Отпечатък


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com