Naukowcy stworzyli czarną dziurę. Eksperyment powtarzali 97 000 razy

Naukowcom udało się stworzyć dźwiękową czarną dziurę, która jest zjawiskiem podobnym do obiektów, które występują we wszechświecie. Ze stworzonego przez nich systemu nie mogą wydostać się fale dźwiękowe.

Badacze z Wydziału Fizyki Izraelskiego Instytut Technologii Technion stworzyli czarną dziurę o średnicy 0,1 mm z 8000 atomów rubidu. Ponieważ każdy pomiar niszczył stworzony przez nich system, naukowcy musieli odtwarzać eksperyment aż 97 tys. razy. Dzięki temu przez 124 dni udało im się dokonać niezbędnych pomiarów, a o wynikach swoich badań napisali na łamach Nature Physics. 

Profesor Jeff Steinhauer, główny autor badania wyjaśnił, że ich czarna dziura składa się z fal dźwiękowych, a nie świetlnych. Mogą dzięki temu zaobserwować, jak dźwięk jest przechwytywany przez obiekt i wciągany w czarną dziurę. 

- Wyobraź sobie, że płyniesz pod prąd. Jeśli prąd porusza się szybciej od ciebie, nie możesz się przesuwać naprzód, jesteś spychany w tył. To właśnie dzieje się w czarnej dziurze - wyjaśnia. 

Ponad 50 lat temu Stephen Hawking przewidywał, że czarne dziury emitują promieniowanie jak ciało doskonale czarne. Zjawisko to nazywa się promieniowaniem Hawkinga i dopiero podczas eksperymentów przeprowadzanych przez izraelskich badaczy, udało się potwierdzić tę teorię.

W czasie trwania eksperymentów badaczom udało się zarejestrować 6 momentów spontanicznego promieniowania i potwierdzić, że jego temperatura oraz siła były stałe, czym potwierdzili teorię Hawkinga.

Chociaż ich badania odnoszą się do fal dźwiękowych, to są przekonani, że te same zjawiska zachodzą w przypadku prawdziwych czarnych dziur. Zaznaczają jednak, że konieczne są dalsze badania teoretyczne.

- Z naszych badań wynikają ważne pytania, gdyż obserwowaliśmy cały cykl życiowy odpowiednika czarnej dziury, zatem widzieliśmy, jak rozpoczynało się promieniowanie Hawkinga. W przyszłości ktoś może porównać uzyskane przez nas wyniki z tym, co mówią teorie na temat procesów zachodzących w czarnych dziurach - wyjaśnia Steinhauer.

W pewnym momencie eksperymentu promieniowanie dźwiękowej czarnej dziury było tak silne, że utworzyła ona horyzont wewnętrzny. Zgodnie z teorią Einsteina, horyzont wewnętrzny znajduje się w środku czarnej dziury, a grawitacja w nim jest znacznie mniejsza, dzięki czemu obiekty mogą się swobodnie przemieszczać. Nie mogą się jednak wydostać.

- Horyzont zdarzeń to zewnętrzna sfera czarnej dziury. Wewnątrz znajduje się jeszcze jedna mała sfera, horyzont wewnętrzny. Jeśli tam trafisz, to nadal jesteś uwięziony w czarnej dziurze, jednak nie odczuwasz dziwacznych praw fizyki w niej obowiązujących. Panuje tam bardziej "normalne środowisko" - oddziaływanie grawitacyjne jest tam znacznie słabsze - wyjaśnia Steinhauer.