Naukowcy znaleźli sposób na wykrycie promieniowania Hawkinga z czarnych dziur

Naukowcy znaleźli sposób na wykrycie promieniowania Hawkinga z czarnych dziur

Epickie zderzenie dwóch gwiazd neutronowych w 2017 roku jest rzeczywiście darem naukowym, który wciąż dostarcza naukowcom informacji.

Kiedy gwiazdy się połączyły, fale grawitacyjne rozprzestrzeniły się po całym wszechświecie; Teraz echa tego wydarzenia mogą potwierdzać długotrwałą hipotezę o czarnej dziurze.

Astronomowie badający dane fal grawitacyjnych uważają, że znaleźli dowody na echa – coś, co mogłoby się zdarzyć tylko w obecności „kwantowego meszku” wytworzonego przez promieniowanie Hawkinga.

„Zgodnie z ogólną teorią względności Einsteina, nic nie może uciec przed grawitacją czarnej dziury, gdy przechodzi ona przez punkt bez powrotu, znany jako horyzont zdarzeń” – powiedział astronom i fizyk Nyaesh Afshordi z University of Waterloo w Kanadzie.

„Tak rozumieli naukowcy przez długi czas, dopóki Stephen Hawking nie wykorzystał mechaniki kwantowej do przewidzenia, że ​​cząstki kwantowe będą powoli wypływać z czarnych dziur, które obecnie nazywamy promieniowaniem Hawkinga.

Najbardziej znaną właściwością czarnych dziur jest ich ekstremalna siła grawitacyjna. Jest tak intensywny, że w ogólnej teorii względności, gdy coś przekracza punkt zwany horyzontem zdarzeń, nie można uciec z powrotem. Nawet najszybsza rzecz we wszechświecie – promieniowanie elektromagnetyczne – nie może uciec.

Ale mechanika kwantowa może wyjaśnić szczegóły wszechświata w sposób, którego nie jest w stanie ogólna teoria względności; zgodnie z pomysłem Hawkinga z 1974 roku, czarna dziura emituje coś, gdy dodamy do tego mechanikę kwantową. Jest to teoretyczny rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, zwany odpowiednio promieniowaniem Hawkinga.

To teoretyczne promieniowanie jest podobne do widma światła emitowanego przez rozgrzane obiekty podlegające prawu promieniowania ciała doskonale czarnego, tyle że w tym przypadku superciężka masa czarnej dziury powoduje emisję fal o ultraniskich energiach.

Istnienie tego promieniowania oznaczałoby, że czarne dziury powoli wyparowują, rozwiązując paradoks informacji o czarnych dziurach; ale podobnie jak fale grawitacyjne, promieniowanie jest nadal zbyt słabe, aby je wykryć.

Modele czarnej dziury zdecydowanie pokazują, że promieniowanie Hawkinga jest prawdziwe. Ale fale grawitacyjne mogą to zmienić. Ponieważ jeśli promieniowanie Hawkinga jest rzeczywiste, wokół horyzontu zdarzeń czarnej dziury musi istnieć kwantowy „kłąb”; i ten puch powinien powodować fale grawitacyjne.

„Naukowcy nie byli w stanie eksperymentalnie określić, czy jakakolwiek materia ucieka z czarnych dziur, aż do ostatniego wykrycia fal grawitacyjnych” – powiedział Afshordi.

„Jeśli puch kwantowy odpowiedzialny za promieniowanie Hawkinga istnieje wokół czarnych dziur, fale grawitacyjne mogą się od niego odbijać, tworząc mniejsze sygnały fal grawitacyjnych po głównym zdarzeniu zderzenia grawitacyjnego, podobnie jak powtarzające się echa.

Tak właśnie wygląda Afshordi i jego kolega, kosmolog Jahed Abedi z Instytutu Fizyki Grawitacyjnej. Maxa Plancka w Niemczech, byli w stanie wykryć na podstawie danych grawitacyjnych. Ich wyniki są zgodne z symulowanym echem przewidywanym przez modele rozmytych czarnych dziur emitujących promieniowanie Hawkinga.

W rzeczywistości jest całkowicie możliwe, że nasze instrumenty nadal nie są wystarczająco czułe, aby wykryć promieniowanie Hawkinga. Afshordi przyznaje, że sygnał znaleziony przez zespół mógł w rzeczywistości być po prostu szumem w danych.

Aby się tego dowiedzieć, musisz poszukać podobnych sygnałów w innych zestawach danych fal grawitacyjnych.

„Teraz, gdy naukowcy wiedzą, czego szukamy, możemy poszukać więcej przykładów i uzyskać znacznie bardziej wiarygodne potwierdzenie tych sygnałów” – powiedział Afshordi.

„Takie potwierdzenie byłoby pierwszym bezpośrednim badaniem struktury kwantowej czasoprzestrzeni”.

Badanie zostało opublikowane w Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Źródła: Zdjęcie: physics.ucsb.edu/ Mondolithic Studios za pośrednictwem Scientific American

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: