Analog crne rupe mogao bi nam reći ponešto o neuhvatljivom zračenju koje teoretski emituje stvarna stvar.
Koristeći lanac atoma u jednom fajlu za simulaciju horizonta događaja crne rupe, tim fizičara je 2022. godine uočio ekvivalent onoga što zovemo Hawkingovo zračenje – čestice nastale zbog poremećaja kvantnih fluktuacija uzrokovanih probijanjem crne rupe u prostor-vrijeme, piše Science Alert u svom članku.
Ovo bi, kažu, moglo pomoći u rješavanju napetosti između dva trenutno nepomirljiva okvira za opisivanje Univerzuma: opće teorije relativnosti, koja opisuje ponašanje gravitacije kao neprekidnog polja poznatog kao prostor-vrijeme; i kvantna mehanika, koja opisuje ponašanje diskretnih čestica koristeći matematiku vjerovatnoće.
Za jedinstvenu teoriju kvantne gravitacije koja se može primijeniti univerzalno, ove dvije teorije koje se ne miješaju moraju pronaći način da se nekako slažu.
Ovdje se pojavljuju crne rupe – vjerovatno najčudniji, najekstremniji objekti u svemiru. Ovi masivni objekti su toliko nevjerovatno gusti da, unutar određene udaljenosti od centra mase crne rupe, nijedna brzina u Univerzumu nije dovoljna za bijeg. Čak ni brzina svjetlosti.
Ta udaljenost, koja varira u zavisnosti od mase crne rupe, naziva se horizontom događaja. Jednom kada objekat pređe svoju granicu, možemo samo zamisliti šta se dešava, jer se ništa ne vraća sa vitalnim informacijama o njegovoj sudbini. Ali 1974. Stephen Hawking je predložio da prekidi kvantnih fluktuacija uzrokovani horizontom događaja rezultiraju vrstom zračenja vrlo sličnog termalnom zračenju.
Ako ovo Hawkingovo zračenje postoji, previše je slabo da bismo ga mogli otkriti. Moguće je da ga nikada nećemo izdvojiti iz šištave statike Univerzuma. Ali možemo ispitati njena svojstva stvaranjem analoga crne rupe u laboratorijskim postavkama.
To je rađeno i ranije, ali je u novembru 2022. tim predvođen Lotte Mertens sa Univerziteta u Amsterdamu u Holandiji pokušao nešto novo.
Jednodimenzionalni lanac atoma služio je kao put za elektrone da 'skakuću' s jedne pozicije na drugu. Podešavanjem lakoće s kojom se ovo skakanje može dogoditi, fizičari bi mogli uzrokovati da određena svojstva nestanu, stvarajući neku vrstu horizonta događaja koji je ometao talasnu prirodu elektrona.
Efekat ovog lažnog horizonta događaja proizveo je porast temperature koji je odgovarao teorijskim očekivanjima ekvivalentnog sistema crnih rupa, rekao je tim, ali samo kada se dio lanca proširio izvan horizonta događaja.
To bi moglo značiti da je preplitanje čestica koje se prostiru na horizontu događaja ključno za stvaranje Hawkingovog zračenja.
Simulirano Hawkingovo zračenje bilo je samo termalno za određeni raspon amplituda skoka, i to pod simulacijama koje su započele oponašanjem neke vrste prostor-vremena koje se smatra 'ravnim'. Ovo sugerira da Hawkingovo zračenje može biti toplinsko samo u nizu situacija i kada dođe do promjene u iskrivljenju prostor-vremena zbog gravitacije.
Nejasno je šta to znači za kvantnu gravitaciju, ali model nudi način za proučavanje pojave Hawkingovog zračenja u okruženju koje nije pod utjecajem divlje dinamike formiranja crne rupe. A budući da je tako jednostavan, može se primijeniti u širokom rasponu eksperimentalnih postavki, rekli su istraživači.
"Ovo može otvoriti mjesto za istraživanje fundamentalnih kvantno-mehaničkih aspekata uz gravitaciju i zakrivljena prostor-vremena u različitim postavkama kondenzirane materije", napisali su istraživači.
