Astronomia
Naukowcy stworzyli czarne dziury. Mierzyły 0,1 mm i składały się z 8 tysięcy atomów

Czarne dziury to najbardziej tajemnicze obiekty znajdujące się we Wszechświecie. Im więcej się o nich dowiadujemy, tym więcej pytań pojawia się bez odpowiedzi. Izraelscy naukowcy jednak dokonali małego przełomu.

Izraelczycy fizycy z Technion-Israel Institute of Technology postanowili stworzyć sztuczne czarne dziury i sprawdzić, czy Stephen Hawking miał rację, że obiekty te mogą emitować promieniowanie, chociaż tak naprawdę nic nie jest w stanie wydostać się z objęć ich potężniej grawitacji.

Nieżyjący już wybitny fizyk, Stephen Hawking, uważał, że pomimo faktu, że gdy cząstki przekroczą horyzont zdarzeń, to już nie mogą się wydostać z centrum czarnej dziury, ponieważ prędkość ucieczki z ich wnętrza jest wyższa od prędkości światła. Tymczasem jednak Hawking sugerował, że tzw. wirtualne cząstki mogą swobodnie z nich się wydostawać. To zjawisko określono mianem promieniowania Hawkinga.

Izraelscy naukowcy stworzyli blisko 100 tysięcy analogicznych czarnych dziur o wielkości 0,1 mm, które składały się z 8 tysięcy atomów rubidu w formie gazowej. Ich celem było zaobserwowanie, czy na granicy horyzontu zdarzeń pojawią się pary fotonów. Trzeba tu podkreślić, że ta przestrzeń jest pusta, więc cząstki mają pojawiać się z próżni, czyli z niczego. Według założenia, jeden z fotonów miały wpaść do czarnej dziury, a drugi z niej się wydostać. Dlatego promieniowanie ma mieć charakter stacjonarny.

Naukowcy posłużyli się analogicznym odpowiednikiem promieniowania Hawkinga, czyli fotonów, w postaci fal dźwiękowych. Atomy rubidu pędzą z prędkością większą od dźwięku, więc nie powinny się wydostać z czarnej dziury. Tymczasem na zewnątrz czarnej dziury, fale dźwiękowe poruszały się normalnie. W trakcie eksperymentu naukowcy nie wierzyli własnym oczom, gdy okazało się, że jedna fala wpadała za horyzont zdarzeń, a druga się wydostawała.

Oznacza to, że Stephen Hawking miał rację, przynajmniej w małej skali. Promieniowanie nie tylko jest stacjonarne, ale również powstaje z niczego. Jak jest w prawdziwych czarnych dziurach, czy dochodzi do tego samego zjawiska? Na razie nie wiemy. Potwierdzenie tego nie będzie prostym zadaniem. NASA informuje, że wyjaśnienie tej zagadki nie nastąpi w najbliższych latach, a to ze względu na fakt, że ludzkość jeszcze nie dysponuje technologią na to pozwalającą.

Obserwacja promieniowania Hawkinga w czarnych dziurach nie będzie możliwa za pomocą żadnych obecnych, ani nawet planowanych do wyniesienia w kosmos teleskopów oraz tych, które dopiero znajdują się w fazie koncepcyjnej. Eksperci uważają, że badania tego zjawiska w dużej skali to kwestia kilku dekad. Dlaczego jest to tak ważne? Ponieważ jeśli promieniowanie Hawkinga naprawdę istnieje, to zmieni to nasze wyobrażenie o Wszechświecie.

Dotychczas wiemy, że czarne dziury pożerają wszystko dookoła. W przyszłości takie obiekty pożrą całą materię Wszechświata i same siebie, aż pozostanie tylko jedna potężna czarna dziura. Tymczasem jeśli materia potrafi uciec z objęć potężniej grawitacji czarnych dziur, to oznacza, że jednak taka mroczna wizja nigdy się nie zrealizuje, bo pomimo pochłaniania materii przez te obiekty, jakaś ich część swobodnie z nich wypływa, tym samym zachowując równowagę we Wszechświecie.

Źródło: GeekWeek.pl/Nature/Technion-Israel Institute of Technology / Fot. NASA/Pexels