Vedci vytvorili v laboratóriu čiernu dieru, aby si overili Hawkingove teórie. Podarilo sa?
Čierne diery sú tie najničivejšie objekty vo vesmíre.
V roku 1974 fyzik Stephen Hawking tvrdil, že čierne diery nie sú čierno-čiernymi gravitačnými monštrami, aké si v tej dobe vedci predstavovali. V určitých prípadoch môžu vyžarovať svetlo, ktoré sa dnes nazýva Hawkingovo žiarenie, píše portál Live Science.
Lenže Hawkingovo žiarenie je veľmi slabé a doteraz nebolo v prípade čiernych dier pozorované. Zlou správou je, že pravdepodobne ho astronómovia nikdy nebudú môcť vo vesmíre zaznamenať. Našli však spôsob, ako si aj v takejto situácii poradiť. Začali vytvárať vlastné čierne diery. Ide o pokus, ktorý vykonali výskumníci z Technion-Israel Institute of Technology. Tým sa podarilo vytvoriť variáciu čiernej diery, ktorá sa skladala len z niekoľkých tisícov atómov.
Takáto čierna diera ale nebola tá, ktorú môžete nájsť vo vesmíre. Išlo o zvukovú čiernu dieru, ktorá pohlcuje zvuk tak, ako obyčajná čierna diera pohlcuje hmotu. Vedci ju dokázali vytvoriť pomocou 8-tisícov atómov, ktoré dostali na jedno miesto tak, aby sa tieto atómy správali ako jeden. Zvukovú čiernu dieru tím vytvoril v záhadnom štádiu hmoty, ktorý sa nazýva Boseho-Einsteinov kondenzát. Ide o skupenstvo bozónov, ktoré sa objavuje pri teplotách rovných absolútnej nule (pozn. redakcie: -273,15 °C).
Prečo ale vytvárali zvukovú čiernu dieru? Potrebovali si overiť dve tvrdenia, ktoré popisujú Hawkingovo žiarenie: Prvé je, že žiarenie vzniká z ničoho a to druhé, že sa postupom času nemení, čiže ostáva rovnaké.
„Hawking tvrdil, že čierne diery sa správajú ako obyčajné hviezdy, ktoré neustále vyžarujú určitý typ žiarenia. Chceli sme toto tvrdenie overiť a to sa nám aj podarilo,“ Vyjadril sa spoluautor štúdie Jeff Steinhauer.
Hawkingovo žiarenie
Čierne diery sa radia medzi tie najextrémnejšie objekty, ktoré môžeme vo vesmíre nájsť. Ich gravitačná sila je tak veľká, že im nedokáže uniknúť ani tá najrýchlejšia častica vo vesmíre – svetlo. Preto majú horizont udalostí, čo je región, spoza ktorého nič neunikne. Ak by častica chcela uniknúť spoza horizontu udalostí, musela by sa pohybovať rýchlejšie ako svetlo, čo porušuje zákony fyziky.
Neprehliadnite
Hawking priznáva, že spoza horizontu udalostí neunikne nič, avšak čierna diera dokáže spontánne vyžarovať svetlo, ktoré vzniká na hranici horizontu udalostí. To je možné vďaka kvantovej mechanike a virtuálnym časticiam. Virtuálne častice sú páry častíc, ktoré neustále vznikajú aj vo vesmírnom vákuu. Keďže však majú opačný náboj, takmer okamžite po vzniku sa navzájom odstránia. Na hranici horizontu udalostí sa však tieto časticové páry stretávajú s extrémnymi silami a tak sa môžu rozdeliť. Jedna častica prekročí horizont udalostí a zmizne v čiernej diere, zatiaľ čo druhá unikne do vesmíru.
V prípade pokusu so zvukovou čiernou dierou však tím nehľadal páry fotónov (pozn. redakcie: častíc svetla), ale fonónov (pozn. redakcie: častíc zvuku). Najprv museli vedci objaviť páry týchto častíc a potom zistiť, či sa aj v ich prípade uplatňujú princípy Hawkingovho žiarenia. Zistili že áno a počas pokusu sa im podarilo zistiť aj to, že Hawkingovo žiarenie ostalo nemenné, čo znamená, že jeho hodnota bola stále rovnaká. Inými slovami, tieto zistenia potvrdzujú Hawkingove teórie.
Tak vzniká Hawkingove žiarenie. Z uniknutej častice sa stane svetlo, ktoré môžeme zaznamenať, zatiaľ čo tá druhá sa v útrobách čiernej diery zrazí s opačne nabitou časticou a pripraví čiernu dieru o malý kúsok jej hmotnosti. Hawkingove žiarenie zároveň tvrdí, že čierne diery sa môžu postupom času vypariť. Trvá to však veľmi dlhú dobu. Výskumníci z Technion-Israel Institute of Technology však dokázali zaznamenať Hawkingovo žiarenie v praxi.
Komentáre