Naukowcy stworzyli czarną dziurę. Eksperyment powtarzali 97 000 razy

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.