Созданная в лаборатории черная дыра подтверждает теорию Стивена Хокинга

18 972 просмотра
Об авторе

bh

Долгое время в мире астрофизики считалось, что сила притяжения черных дыр абсолютна. То есть ничто, даже свет, не способно ее избежать, как только попало в горизонт ее событий. Затем, в 1974 году, малоизвестный молодой, но талантливый физик по имени Стивен Хокинг сделал смелое предположение о том, что согласно особенностям квантовой физики черные дыры на самом деле должны излучать едва заметные объемы электромагнитной радиации (впоследствии названной излучением Хокинга) и медленно сокращаться в размерах. На днях израильский физик Джефф Стейнхауэр заявил, что доказал эту теорию Хокинга с помощью созданной им в лабораторных условиях акустической черной дыры.

Вместо воды или света в качестве среды для проведения эксперимента Стейнхауэр использовал звуковые волны. Сначала он охладил облако атомов рубидия до абсолютного нуля, что привело их к состоянию конденсата Бозе — Эйнштейна. Затем Стейнхауэр использовал лазеры, с их помощью в облаке создалась своеобразная воронка, в центре которой скорость движения атомов стала выше скорости звука.

В своей теории Хокинг предсказал, что частицы света могут избегать горизонта событий. Но в эксперименте Стенхауэра роль этих частиц отводилась фононам (элементарная квазичастица звука). В результате эксперимента ученый отметил, что фононы способны избегать притяжения воронки. О своих результатах наблюдений исследователь подробно поделился на страницах научного журнала Nature Physics.

jeff-steinhauer

Профессор Джефф Стейнхауэр и его аппарат для создания искусственных звуковых черных дыр

Ученый также отметил, что избегающие притяжения воронки частицы находятся в состоянии запутанности с частицами, находящимися на краях облака. Другими словами, их физические свойства полностью совпадают. Это так называемое состояние квантовой запутанности является одной из ключевых особенностей излучения Хокинга. Согласно теории, это излучение создается, когда частицы и античастицы соединяются в пару на границе черной дыры (процесс весьма обычный для квантовой механики). Горизонт событий при этом, как нож, разрезает эту пару, что приводит к засасыванию одной частицы внутрь черной дыры, в то время как другая частица становится тем самым излучением Хокинга, избегающим силу притяжения черной дыры.

Результаты наблюдений Стейнхауэра важны не только потому, что они фактически подтверждают теорию Хокинга, но и потому, что они могут помочь нам лучше понять феномен, известный как информационный парадокс. Это известное противоречие является краеугольным камнем в физике (согласно которой информация не может быть полностью утрачена) и наших нынешних теорий о черных дырах (если они медленно сужаются, как предполагает Хокинг, то информация теряется в рамках этого процесса). Если у нас будет больше доказательств того, что излучение Хокинга действительно существует, тем больше средств у нас будет для разрешения информационного парадокса.

«Интересы людей к черным дырам и излучению Хокинга в большей степени связаны с желанием проверить новые теории и законы в физике, нежели с желанием побольше узнать о самих черных дырах […] Подтверждение существования излучения Хокинга — это шаг навстречу возможности выяснения, что эти новые законы представляют», — делится Стейнхауэр в интервью изданию Business Insider.

Как бы там ни было, физики пока не уверены в том, что эксперимент Стейнхауэра в действительности доказывает существование излучения Хокинга. В конце концов, это симуляция черный дыры. Неважно, насколько она точна, это все же симуляция.

«Этот эксперимент, если учитывать все факты, действительно восхитительный», — говорит теоретик и практик Силке Вайнфертнер.

«Но он не доказывает существование излучения Хокинга у астрофизических черных дыр».

Джордж Унру, физик, первым предложивший проведение подобных экспериментальных наблюдений, соглашается с Вайнфертнером:

«Серьезные открытия требуют серьезных подтверждений. В любом случае я согласен с тем, что это очень красивый эксперимент. Многие думали, что подобные эксперименты проводились как минимум 10 последних лет, но Стейнхауэр сделал это первым».

Созданная в лаборатории черная дыра подтверждает теорию Стивена Хокинга

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

41 комментарий

  1. kluberman

    Нифигасссе, Ромка из дома 2, какой молодец! (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. Bit

    Но информационный парадокс никуда не исчез. Всё, что улетает от черной дыры из пары частица-античастица - это лишь битые куски разрозненной информации о бывшем состоянии вещества. Собрать обратно информацию ведь не получится? Или я что-то недопонимаю?

    • Pain

      Как по мне эта история с информацией - какой то бред. И вот почему.
      Из вики - Информа́ция — сведения, независимо от формы их представления, воспринимаемые человеком или специальными устройствами как отражение фактов материального мира в процессе коммуникации.
      Оттуда же - Информация — это не материя и не энергия, информация — это информация (Норберт Винер).
      Тут можно умозаключить, что информация не подвержена воздействию гравитации, она не размещена в пространстве. Тогда как она может пропасть в ЧД?

      Просто пример. Берем черный шар из металла. Вот то, что он шар, что он черный, что он из металла - это информация. Кидаем шар в ЧД, наши знания куда то делись? Мы по прежнему знаем, что он был черный шар из металла. Так куда там могла пропасть информация?

      А если дело в том, что "нельзя в обратном порядке восстановить информацию", то это тоже ерунда какая то. Для примера можно ознакомиться с ассиметричным шифрованием (к примеру, RSA). Там есть два ключа, один шифрует, другой расшифровывает. Так вот если у вас один ключ, вы им зашифровали, то все, для вас эта информация уже не может быть расшифрована (если удалить оригинал), но информация то там осталась.

      • deaddreams

        информация несколько более глубокая сущность, чем цвет шара, который мы запомнили. К тому же ваш пример это пример неактуальной информации даже на бытовом уровне, т.к. цвет шара черный, это на какой момент времени по часам наблюдателя?А какой он будет в момент Х? Сможете ли вы получить эту информацию? Нет. А тем не менее она была в нашей вселенной и была извлекаема в любой момент времени.

        • Pain

          А вы сможете получить информацию из чего состоит ядро Земли с высокой степенью достоверности? Или из чего состоит ядро Солнца?

          А можете получить информацию, что находится за границами видимой вселенной? Ответ - нет. Но это не значит, что она пропадает, просто информация недоступная для нас, но пропасть она не может.

  3. vnarkom

    Думаю, что в заголовке следовало указать, что это акустическая чёрная дыра. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. Timon

    и это они называют черной дырой

  5. uran

    С фотонами не получится, порядок энергозатрат другой (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  6. uran

    Архиватор такой природный :) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  7. Sergejs Kravcenko

    Если мы не знаем состояние черныз дыр - а только гипотезы и предположения, каким раком он создал искуственную? )) Это не черная дыра в Лабораторных условиях.

    • Bit

      Вот он и создал на гипотезах и предположениях. Это звуковая черная дыра в лаборатории, а не квантовая черная дыра

      • Sergejs Kravcenko

        Нельзя называть это черной дырой.

        • Pain

          Насколько я понял, он охладил рубидий, чтобы квантовые эффекты начали проявляться на макроскопическом уровне. Потом резко лазером разогрел этот рубидий, чтобы появились силы вращения для эксперимента. Но вот то, что после разогрева квантовые эффекты опять начали угосать на таком уровне, он не учел.
          А вообще, если ЧД существуют, то симуляцию можно провести только на компьютере, ибо любой такой объект неизбежно скушал бы всю нашу Землюшку.

  8. Timon

    надо сталкнут пару мини черных дыр, на световой скорости))

  9. leonidsuvorov

    Мчится краснозвездная ракета
    В ярости безумных скоростей
    Принимай,далёкая планета
    Принимай невиданных гостей

    Верю в это скорое свиданье
    Вижу серебристые поля
    «Кто послал вас?»—спросят марсиане
    Им ответят—«Ленина Земля»

    Им мои товарищи расскажут
    О могучих вихрях наших лет
    И на алых книжечках покажут
    Чёткий крутолобый силуэт

    Мир материкам,планетам,странам
    Мы несём с великим Ильичём
    Мы и к вам,далёким марсианам
    С дружбою пришли,а не с мечом

    Верю я:космическим преградам
    Не прервать намеченный маршрут
    И свой лучший город Ленинградом
    Марсиане,знаю,назовут

    И везде,где быть подобным встречам
    Где промчим на звёздном корабле
    Будет наш Ильич увековечен
    Как увековечен на Земле

    Подробности на официальном сайте «Гражданской Обороны» http://www.gr-oborona.ru/texts/1359315244.html#ixzz4HgCk5Iod

  10. Dasha2000

    Автору спасибо за интересный аатериал!
    Слежу за темой!

  11. Science

    Черная дыра Стивен Хокинса😂

  12. tabasko

    А я чёрный квадрат слепил из пластелина а потом....
    Он исчез вместе с печеньем канфетами и соком.....
    Осталась только информация кто это сделал. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  13. horizont

    Не думаю что это полностью повторяет свойства черной дыры , по скольку внутрения структура нейзвесна , и есть ли она вообще , а гравитация внутри бесконечна значит и плотность бесконечна а у звуковой дыры плотность скажем так немного недотягивает , так же возможно что черная дыра внутри может содержать проход в другую часть вселенной как кротовая нора или даже в паралельную вселенную (это слова того же Хокинга ) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • deaddreams

      разумеется акустическая чд не повторит свойства классической чд, так что правильно сказали в статье - эксперимент красивый, но не более того.

  14. Pain

    Меня что интересует - если у ЧД есть излучение, то почему эти дыры не ищут по этому же излучению?

    • Timon

      многие чд видимо в спящем режиме)
      если звезда или несколько, вращаются на высоких скоростях вокруг одной точки, то там этот объект.

    • Timon

      эти излучения есть. прогули про квазары

      • Bit

        Это не излучение ЧД, это излучение газа (плазмы), который не сумела поглотить ЧД

    • deaddreams

      излучение хоккинга это мизерное излучение. А на таких расстояниях оно вообще не детектится. Чтобы среднего размера чд исчезла из-за излучения хоккинга требуются триллионы лет. Ведь все происходит на масштабах виртуальных частиц, а квазары это вообще из другой оперы и не имеет к хоккинговскому никакого отношения.

      • horizont

        Черные дыры можно обноруживать методом так называемой гравитационной линзы это когда черная дыра искривляет пространство вокруг себя , еще по аккреционому диску около который нагреваясь до сотни миллионов градусов создает мощьное гамма излучение , еще у некоторых черных дыр есть плазменные луч (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

        • horizont

          Лучи , которые вырываются из полюсов и двигаются с скоростями близким к световой тянутся на растояниях в тысячи световых лет (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

          • Pain

            Ну вот я и говорю, что способы должны быть, судя по теории. Но все таки, до сих пор так и не доказаны ЧД.

    • Timon

      А что такое квазар тогда и что излучают?

    • Timon

      невероятные объекты эти ч.дыры.
      всё невероятно во вселенной.
      невероятна почти во всех направлениях науки. аж мозги искрят)

    • Bit

      ЧД так и ищут. Один из методов.
      Либо это квазар, либо это супергравитация.
      Излучение Хокинга еще не наблюдалось и не фиксировалось. Это математическая модель доказывающая, что предсмертная агония ЧД начнется от излучения Хокинга. Смерть черных дыр - это процесс, который будет происходить через 14 млрд лет (ну по общепринятым теориям) и крайне медленно. К тому времени (ну по общепринятым теориям) произойдет разрушение вещества на молекулярном уровне и начнется его разрушение на атомарном. Так что излучение ЧД - это хоть и научная теория, но все же лажа, которую никто и никогда не подтвердит эмпирическими данными. Примем на веру теорию Хокинга (хоть он ее только доказал испарение/излучение Хокинга, а не открыл).

  15. Udghin

    Что за вздор. Звук - не что иное как колебание частиц окружающей среды. Какие нахер фононы?! Что за бред?! (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Bit

      У меня такая же реакция была. Придумывают новые названия существующему. Одним словом - пустозвоны. Дойдут до того, что фотоны будут называть светонами, протоны - ядронами, а то чем мы дышим - воздухонами...

  16. Elitnyy

    Я читал, что в ЦЕРНе масоны тайно создали в ускорителе миничерную дыру, для создания портала в другие миры. А как туннульный квантовый эффект , его нельзя сюда присобачить? (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • horizont

      Еще они вместе с прищельцами ленина оживили и проектом руководит сам ленин , логика ? Не не надо . (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  17. Dasha2000

    Самое забавное читать комментарии:
    Все почему-то именно на квантовой физике впадают в буйное состояние.
    Парни, можно присоединить свои соображения к вашим мыслям?
    ЧД -само понятие является многомерным( согласитесь?). Наше диалектика ( трехмерная) даже близко не годится для осознания этого явления.
    Следовательно, любая схема, упрощающая понимание, есть благо и позитив для исследователя!
    А для меня( напрмер) вообще хорошо, немного больше стала понимать в теме.
    :)

    • Pain

      Дело в том, что действительность не зависит от нашего мнения, от нашего понимания или наших желаний.

      >ЧД -само понятие является многомерным( согласитесь?)
      Согласен

      >Наше диалектика ( трехмерная) даже близко не годится для осознания этого явления.
      А вот тут важный момент - это не от диалектики зависит. Опытным путем элементарно устанавливается, что в пространстве всего три измерения. Об этом нам говорит опыт, факт. Отсюда следует, что ЧД - невозможное явление в действительности. Как говорилось выше - теории обязаны быть построены с учетом фактов, а не фантазий. И получается, что многомерные пространства (более 3х измерений) - это фантазия. Об это вам скажет любой инженер или изобретатель.

  18. Оля

    Ребята, вступайте в мою группу Новости Космоса в контакте
    https://vk.com/novosti_kosmosa
    Буду очень рада. Много интересного)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.