Fizikçiler, Hawking radyasyonunun var olduğunu kanıtlamak için laboratuvarda bir "kara delik" yarattılar.
Bilim adamları, Hawking denkleminin öngördüğü gibi, fononların kara deliklerden sızdığını keşfetmiş olabilirler. Fononlar, ses dalgalarını oluşturan çok küçük enerji paketleridir.
Bir kara delikte hayatta kalın
Yaklaşık 42 yıl önce, ünlü teorik fizikçi Stephen Hawking, bir kara delikle temas halinde olan her şeyin inanılmaz hiçliğine yenik düşmeyeceğini öne sürdü. Küçük fotonlar (Fotonlar) bazen fırlatılır, böylelikle kara deliklerin sonsuz küçük enerjisini çalarlar ve zamanla yavaş yavaş kütle kaybederler, bu da her kara deliğin sonunda yok olacağı anlamına gelir.
Hawking Radyasyonu adı verilen bu kaçan parçacıklar, evrendeki en büyük gizemlerden birini anlamamıza yardımcı olur, ancak 40 yıldan fazla bir süre sonra, hiç kimse varlığını gerçekten kanıtlayamaz, bu da Hawking Radyasyonu yapar. Öneri varsayımsal aşamada kaldı. Ancak şimdi, iki bağımsız araştırmacı grubunun raporları nedeniyle bunlar değişmek üzere olabilir, çünkü Hawking'in önerisini desteklemek için kullanılabilecek kanıtlar buldular ve bu nedenle muhtemelen en büyük fizikçinin sözünü kazanma şansı olacak. Bell Ödülü.
Teoriyi anlayın
Her şeyin başladığı 1974 yılına geri dönelim. Hawking ve Princeton Üniversitesi'nden bir yüksek lisans öğrencisi olan Jacob Bekenstein (Jacob Bekenstein), doktora tezinde kara deliklerin entropisini ve kara delik olay ufkunu (Event Horizon) önerdiği için bir tartışmada bulundu. Alan orantılıdır. Bir kara deliğin entropisi, sistemdeki "kaostur" ve hacmi, enerjisi, basıncı ve sıcaklığı ile ilgilidir.
Dennis Overbye'nin "New York Times" da açıkladığı gibi, bu bir sorundur çünkü Hawkingin kendi keşfi de dahil olmak üzere o dönemde yaygın olarak kabul edilen fizik kurallarına göre, bir kara deliğin entropisi ve hacmi asla azalan.
Hawking, Bekenstein'ın ifadesini inceledi ve sonra yanıldığını çabucak anladı. "Dr. Hawking, kuantum teorisi olarak da adlandırılan, alt atomları kontrol etmek için özel kurallar da dahil olmak üzere büyük bir hesaplama yaptı ve orijinal parçacıkların da kara deliği terk edeceğini görünce şaşırdı. Bu aynı zamanda kara deliğin aslında o kadar karanlık olmadığı anlamına da geliyor." Bobby yazdı.
Hawking, evrenin "sanal parçacıklarla" dolu olduğunu öne sürdü. Parçacıklar kuantum mekaniği hakkında bildiklerimize göre bir anda kaybolur ve geri gelirse, kara delik olay ufkunun her iki tarafında görünmedikçe, birbirlerine dokunduklarında birbirlerini yok edecekler. . Temel olarak, bir parçacık bir kara delik tarafından yutulursa, başka bir parçacık uzaya geri yayılacaktır.
Hawking radyasyonunun varlığı, kara deliklerin nasıl çalıştığına dair birçok soruyu yanıtlıyor, ancak bu süreçte fizikçilerin hala araştırmak için çok çalıştıkları bir dizi soruyu da gündeme getirdi.
"Bir kara deliğin entropisinin kara deliğin yüzey alanıyla orantılı olduğunu keşfettiği teori, teorik fiziğin herhangi bir sonucundan daha önemli veya etkilidir." Kanada'daki Perimeter Kuramsal Fizik Enstitüsü'nde bir teorik fizikçi. Lee Smolin (Lee Smolin) dedi.
Bekenstein 2012'de Wolf Ödülü'nü ve 2015'te American Physical Society'nin Einstein Ödülü'nü kazanmasına rağmen, New York Times keşfinin Nobel olduğunu bildirdi. Ödülün lideri, ancak bu iki bilim adamından hiçbiri en prestijli bilim ödülüne layık görülmedi. Bekenstein geçen yıl vefat etti, ancak Hawking şimdi her zamankinden daha yakın ve hipotezlerinin gerçek olduğunu kanıtlama olasılığı daha yüksek. Sorun ne olacak? Kaçan fotonun her kaçışında kara delikten sınırsız enerji çaldığını söylediğimde hatırlayın. Ne yazık ki Hawking, bu radyasyon o kadar hassas ki, onu binlerce ışıkyılıyla tespit etmek neredeyse imkansız.
İlerideki yol nedir?
Ancak İsrail'in Hayfa kentindeki Technion Üniversitesi'nde fizikçi olan Jeff Steinhauer bir çözüm bulduğunu düşünüyor. Eğer bizden binlerce ışık yılı öteyi tespit etmek için en iyi aletlerimizi kullanamazsak. Gerçek kara delikteki Hawking radyasyonu, neden kara deliği en iyi aracımıza getirmeyelim? Oliver Moody'nin (Oliver Moody) The Times gazetesine verdiği raporda söylediği gibi Steinhauer laboratuvarda ses dalgalarından oluşan bir "kara delik" yaratmayı başardı. Kara deliği çalıştırmaya başladığında Kenardan enerji çalan tanık parçacıklar. Fizik web sitesi arXiv.org'da laboratuvarda yaptığı bir makale yayınladı ve Steinhauer makalesinde helyumu mutlak sıfırın biraz üzerine kadar soğutup ardından hızla karıştırdığından bahsetti ve oluştu. Sesin geçmemesi gereken bir "bariyer".
Moody's raporu "Steinhauer, fononların kara delikten sızdığına dair bazı işaretler bulduğunu iddia etti. Fononlar, ses dalgalarını oluşturan çok küçük enerji paketleridir," dedi.
Açık olmak gerekirse, bu deneyin sonuçları meslektaşlar tarafından değerlendirilmedi, bu yüzden her şeyi kamuya açık bir şekilde arXiv.org'un odağına koydu. Bu deneyin sonuçları şimdi dünyanın dört bir yanındaki fizikçiler tarafından tartışılıyor ve sonuçların gerçekten tartışmalı olduğunu kanıtladılar, ancak onlardan daha fazla araştırma yapmalarını istemeye değer.
İngiltere, Nottingham Üniversitesi'nden fizikçi Silke Weinfurtner The Times'a "Deney mükemmeldi. Steinhauer harika bir çalışma yaptı, ancak ortaya attığı bazı konular tartışılabilir. Ancak tartışmaya değer," dedi. .
Weinfurtner, Hawking radyasyonunu tespit etmek için kendi deneyini yürütüyor.
Aynı zamanda, geçen ay Physical Review Letters'da yayınlanan bir makale, Hawking radyasyon araştırmasını güçlendirmenin başka bir yolunu buldu. Ottawa Üniversitesi'nden fizikçiler Chris Adami ve Kamil Bradler, zaman içinde bir kara deliği takip etmelerine olanak tanıyan bir yöntemi anlatıyorlar. yeni teknoloji.
Bu heyecan verici bir haber çünkü olay ufkundan geçen herhangi bir bilgi veya maddenin "kaybolmayacağı", kara deliğin buharlaşmasının sonraki aşamasında yavaşça dışarı sızacağı anlamına geliyor.
"Bu hesaplamayı yapmak için, bir kara deliğin çevreleyen Hawking radyasyon alanıyla nasıl etkileşime girdiğini tahmin etmeliyiz. Bunun nedeni şu anda bu etkileşim yeteneğini önerebilecek kuantum mekaniği teorisinin olmamasıdır. Ancak, iyi bir tahminde bulunduk. Çünkü bizim modelimiz Hawking'in değişmez kara deliğinin sınırı teorisine eşdeğerdir, "dedi Adami kapsamlı bir raporda. Bu iki sonucun hala doğrulanması gerekiyor, ancak bu aynı zamanda bir çözüm bulabileceğimiz aşamaya daha yakın olduğumuz anlamına geliyor.Hawking radyasyonunun varlığını nasıl onaylayabileceğimiz veya buna karşı çıkabileceğimiz inkar edilemez iyi bir haber. Moody's'in işaret ettiği gibi, Higgs bozonunun varlığını tahmin eden Peter Higgs, Nobel Ödülü'nü almak için 49 yıl beklemek zorunda kaldı, bu yüzden görmek için sabırla beklemeye devam etmeliyiz. Hawking, Nobel Ödülü'nü de alabilir mi?
