От НАСА твърдят, че черните дупки са най-загадъчните космически обекти, които са изследвани многократно, но все още много аспекти от тяхното съществуване остават загадка. Най-известното нещо за черната дупка е, че гравитацията и пространство-времето в нея са толкова силни, че дори светлината не може да избяга. Наскоро учените създадоха достатъчно достоверна симулация на черни дупки, която може да допринесе за тяхното изучаване. Аналогът на черната дупка възпроизвежда теоретичната радиация, излъчвана от истинската, и може да помогне на учените да изучат черната дупка в реални детайли.

Учените са използвали верига от атоми в един файл, за да симулират хоризонта на събитията на черна дупка и да изпитат така нареченото "лъчение на Хокинг". Явлението може да се опише като частици, родени от смущенията в квантовите флуктуации, причинени от прекъсването на пространство-времето на черната дупка.

Изследователите смятат, че симулацията може да помогне за разрешаване на противоречията между двете противоречащи си рамки, които описват Вселената, т.е. Общата теория на относителността и квантовата механика. Общата теория на относителността, известна още като теория на относителността на Айнщайн, описва поведението на гравитацията като непрекъснато поле, известно като пространство-време. Квантовата механика описва поведението на частиците с помощта на математиката на вероятностите.

За да се създаде единна теория на квантовата гравитация, която да може да се прилага универсално, първо трябва да се открие връзката между тези две теории. Черните дупки биха могли да бъдат отговорът на този въпрос. На определено разстояние от центъра на черната дупка дори скоростта на светлината не може да избяга поради невероятната плътност. Това разстояние, което варира в зависимост от масата на центъра на черната дупка, е известно като хоризонт на събитията. Какво се случва, когато нещо навлезе в хоризонта на събитията на черната дупка, не е известно. През 1974 г. обаче Стивън Хокинг казва, че прекъсванията на квантовите флуктуации, причинени от хоризонта на събитията на черна дупка, са доста подобни на топлинното излъчване.

Според лъчението на Хокинг, ако една черна дупка губи повече маса, отколкото придобива, в крайна сметка тя ще изчезне. Теоретичното излъчване на черната дупка гласи, че по-малка черна дупка е по-гореща от по-голяма. Излъчването на Хокинг, дори и да съществува, е твърде слабо, за да бъде засечено. Въпреки това теоретично създадените аналози на черни дупки могат да ни помогнат да научим някои неща за поведението на черна дупка в лаборатория. Няколко симулации са създадени и преди, но сега една от тях, ръководена от Лоте Мертенс от Амстердамския университет в Нидерландия, е направила нещо различно според източника.

Те се опитват да анализират свойствата на радиацията на Хокинг и са доста изненадани, когато аналогът на черната дупка започва да свети. Радиацията на Хокинг е странно явление, тъй като кара черната дупка да свети, докато хоризонтът на събитията на черната дупка се предполага, че е област, от която дори светлината не може да излезе. Екипът също така наблюдава, че светенето или лъчението на Хокинг се появява само когато част от веригата се простира отвъд хоризонта на събитията. Това показва, че за създаването на лъчението е необходимо преплитане на частиците в хоризонта на събитията. "Това може да открие възможност за изследване на фундаментални квантовомеханични аспекти наред с гравитацията и изкривените пространства в различни условия на кондензираната материя", пишат изследователите във Physical Review Research.

Снимка: Unsplash

Виж още: Casio с модерна версия на първия в света цифров часовник с автоматичен календар, за да отбележи 50-ия му рожден ден