Savo eksperimentui J.Steinhaueris laboratorijoje sukūrė akustinę juodąją skylę – savotišką juodosios bedugnės modelį. Jis rėmėsi aštuntajame dešimtmetyje fiziko Billo Unruho pasiūlyta idėja, kad mokslininkai galėtų atkurti juodosios skylės dėsnius kitais būdais. Pavyzdžiui, kaip krioklio atbrailą pasiekęs plaukikas negali plaukti pakankamai greit, kad įveiktų tekantį vandenį, taip ir juodosios skylės įvykių horizontą kirtusi šviesos dalelė nebegali ištrūkti.
J.Steinhaueris nusprendė eksperimentą atlikti ne su šviesa ar vandeniu, o su garso bangomis. Juodąją skylę atstojo rubidžio atomų debesis, atšaldytas iki beveik absoliutaus nulio (žemiausios teoriškai įmanomos temperatūros) – jie pasiekė būseną, vadinamą Bose-Einsteino kondensatu. Panaudodamas lazerius J.Steinhaueris pakeitė to debesies formą ir sukūrė atbrailą, kuri atstojo krioklio kraštą: vienoje kraštinėje atomai judėjo lėtai, o ties kampu pasiekdavo didesnį nei garso greitį.
S.Hawkingas teigė, kad šviesos dalelės gali ištrūkti iš juodosios skylės įvykių horizonto; tuo metu J.Steinhaueris eksperimentu įrodė, kad fononai (kvazidalelės, reiškiančios medžiagos tampriųjų virpesių kvantą) ištrūko iš rubidžio „krioklio“ traukos.
Maža to, Izraelio fizikas pastebėjo, kad ištrūkusios dalelės buvo susietos su dalelėmis, kurias tas „krioklys“ įtraukė – kitaip sakant, jų fizikinės savybės sutapo. Toks kvantinis susietumas yra viena svarbiausių Hawkingo radiacijos savybių, kadangi yra manoma, kad toji radiacija sukuriama, kai dalelės ir jos antidalelės pora atsiranda ties juodosios skylės pakraščiu (kvantinėje mechanikoje tokie dalykai yra įprasti). Įvykių horizontas perpjauna šią porą tarsi peilis ir viena jos dalis įtraukiama į juodąją skylę, o kita iš jos ištrūksta Hawkingo radiacijos pavidalu.
J.Steinhauerio eksperimentas svarbus ne tik dėl to, kad patvirtino S.Hawkingo teoriją, bet ir todėl, kad tai gali padėti mokslininkams suprasti vadinamąjį informacijos paradoksą. Remiantis bendrąja reliatyvumo teorija, fizinė informacija negali būti prarasta; tačiau jei juodosios skylės pamažu traukiasi, kaip teigia S.Hawkingas, tuomet šio proceso metu informacija turi būti prarandama.
„Tikroji priežastis, kodėl žmonėms rūpi juodosios skylės ir Hawkingo radiacija, yra ne noras suprasti pačias juodąsias bedugnes, o išbandyti naujus fizikos dėsnius. Patvirtinimas, kad Hawkingo radiacija išties vyksta, yra svarbus žingsnis į priekį siekiant išsiaiškinti, kokie yra tie nauji fizikos dėsniai“, – „Business Insider“ sakė J.Steinhaueris.
Vis dėlto fizikų bendruomenė šį eksperimentą vertina atsargiai. Juk juodosios skylės modelis – kad ir koks tikslus – tėra modelis, o ne tikra juodoji skylė. Taip mano ir eksperimentą įkvėpęs B.Unruhas. „Svarbiems rezultatams reikia tvirtų įrodymų, – sakė jis. – Bet kuriuo atveju, aš tai pavadinčiau labai gražiu eksperimentu, kurį žmonės norėjo atlikti kone dešimtmetį, tačiau jis yra pirmasis, kuriam tai pavyko.“
J.Steinhauerio tyrimo rezultatai šią savaitę publikuoti žurnale „Nature Physics“.
Beje, neseniai buvo sukurta kompiuterinė simuliacija, kaip viskas galėtų atrodyti atsidūrus juodosios skylės viduje. Vaizdo įrašą galite pamatyti paspaudę čia.
Šaltinis: Theverge.com
