Gamit ang isang kadena ng mga atomo sa isang file upang imodelo ang kaganapang abot-tanaw ng isang black hole, naobserbahan ng mga physicist ang katumbas ng tinatawag nating Hawking radiation – mga particle na ipinanganak mula sa perturbation ng quantum fluctuations na dulot ng space-time gap ng black hole.
Ito, sabi nila, ay maaaring makatulong sa paglutas ng kontradiksyon sa pagitan ng dalawang kasalukuyang hindi mapagkakasundo na mga balangkas para sa paglalarawan sa uniberso: pangkalahatang relativity, na naglalarawan sa pag-uugali ng gravity bilang isang tuluy-tuloy na larangan na kilala bilang space-time, at quantum mechanics, na naglalarawan sa pag-uugali ng mga discrete particle. gamit ang mathematics probabilities Upang lumikha ng isang pinag-isang teorya ng quantum gravity na maaaring magamit sa pangkalahatan, ang dalawang hindi magkatugmang teoryang ito ay dapat na makahanap ng isang paraan upang magkasundo.
Dito pumapasok ang mga black hole - marahil ang pinakakakaiba, pinaka-matinding bagay sa uniberso. Ang napakalaking bagay na ito ay hindi kapani-paniwalang siksik na sa isang tiyak na distansya mula sa gitna ng masa ng black hole, walang bilis sa uniberso ang sapat para makatakas. Kahit ang bilis ng liwanag. Ang distansya na ito, na nakasalalay sa masa ng black hole, ay tinatawag abot-tanaw ng kaganapan. Sa sandaling tumawid ang isang bagay sa hangganan nito, maiisip na lamang natin kung ano ang mangyayari, dahil walang naibalik na may mahalagang impormasyon tungkol sa kapalaran nito.
Ngunit noong 1974, iminungkahi ni Stephen Hawking na ang mga pagkagambala sa mga pagbabago sa dami na dulot ng horizon ng kaganapan ay humantong sa isang uri ng radiation na halos kapareho sa thermal radiation. Kung mayroon itong Hawking radiation, ito ay masyadong mahina para sa amin upang matukoy. Maaaring hindi natin ito maihiwalay sa sumisitsit na static ng uniberso. Ngunit maaari nating siyasatin ang mga katangian nito sa pamamagitan ng paglikha ng mga analogue ng mga black hole sa mga kondisyon ng laboratoryo.
Nagawa na ito noon pa, ngunit sa isang pag-aaral na inilathala noong nakaraang taon na pinamunuan ni Lotta Mertens ng Unibersidad ng Amsterdam sa Netherlands, gumawa ng bago ang mga pisiko. Ang isang-dimensional na kadena ng mga atom ay nagsilbing daan para sa mga electron na "tumalon" mula sa isang posisyon patungo sa isa pa. Sa pamamagitan ng pagbabago sa kadalian kung saan maaaring mangyari ang mga pagtalon na ito, maaaring maging sanhi ng pagkawala ng ilang partikular na katangian ang mga physicist, na epektibong lumilikha ng isang uri ng horizon ng kaganapan na humahadlang sa parang alon na katangian ng mga electron.
Ang epekto ng maling horizon ng kaganapang ito ay nagdulot ng pagtaas ng temperatura na nakakatugon sa mga teoretikal na inaasahan ng isang katumbas na sistema ng mga black hole, ngunit kapag ang bahagi ng chain ay lumampas sa abot-tanaw ng kaganapan. Ito ay maaaring mangahulugan na ang pagkakasalubong ng mga particle na tumatawid sa horizon ng kaganapan ay may mahalagang papel sa pagbuo ng radiation ng Hawking.
Ang simulate Hawking radiation ay thermal lamang para sa isang tiyak na hanay ng mga spike amplitude, at sa mga simulation na nagsimula sa pamamagitan ng pagtulad sa isang partikular na uri ng spacetime na ipinapalagay na "flat." Ipinapahiwatig nito na ang radiation ng Hawking ay maaaring maging thermal lamang sa ilang mga sitwasyon kapag may pagbabago sa curvature ng space-time sa ilalim ng impluwensya ng gravity.
Hindi malinaw kung ano ang ibig sabihin nito para sa quantum gravity, ngunit ang modelo ay nag-aalok ng isang paraan upang pag-aralan ang hitsura ng Hawking radiation sa isang daluyan na hindi apektado ng ligaw na dinamika ng pagbuo ng black hole. At dahil napakasimple nito, maaari itong magamit sa malawak na hanay ng mga pang-eksperimentong setting, sabi ng mga mananaliksik.
"Maaari itong magbukas ng mga pagkakataon para sa pag-aaral ng mga pangunahing aspeto ng quantum mechanical, pati na rin ang gravity at warped space-time sa iba't ibang kondisyon ng condensed matter," paliwanag ng mga physicist sa kanilang artikulo.
Kawili-wili din:
- Anim na utos ng artificial intelligence
- 10 pagtuklas na nagpapatunay na tama si Einstein tungkol sa uniberso. At 1, na tumatanggi