أنشأ العلماء ثقبًا أسود في المختبر ، ثم بدأ في التوهج: تنبيه علمي

نوع جديد ثقب أسود يمكن أن يقول التناظرية نظريًا شيئًا أو شيئين عن إشعاع بعيد المنال ينبعث من جسم حقيقي.

باستخدام سلسلة من الذرات في ملف واحد لمحاكاة أفق الحدث للثقب الأسود ، لاحظ فريق من الفيزيائيين ما نسميه المكافئ. إشعاع هوكينغ – جزيئات ولدت من اضطرابات في التقلبات الكمومية الناجمة عن انهيار ثقب أسود في الزمكان.

هذا ، كما يقولون ، سيساعد في حل التوتر بين إطارين لا يمكن التوفيق بينهما حاليًا لوصف الكون: النظرية العامة للنسبية، الذي يصف سلوك الجاذبية على أنه مجال مستمر يسمى الزمكان ؛ وميكانيكا الكم ، التي تصف سلوك الجسيمات الفردية باستخدام رياضيات الاحتمالات.

بالنسبة لنظرية موحدة قابلة للتطبيق عالميًا للجاذبية الكمومية ، يجب أن تجد هاتان النظريتان المتباينتان بطريقة ما طريقة للتقارب.

أين هذا الثقوب السوداء تعال إلى الصورة – ربما أغرب الأشياء وأكثرها كثافة في الكون. هذه الأجسام الضخمة كثيفة للغاية لدرجة أنه على مسافة معينة من مركز كتلة الثقب الأسود ، لا توجد سرعة كافية للهروب في الكون. ولا حتى سرعة الضوء.

تلك المسافة ، يختلف اعتمادًا على كتلة الثقب الأسود ، يطلق عليه اسم أفق الحدث. بمجرد أن يتجاوز كائن ما حدوده ، يمكننا فقط تخيل ما يحدث لأنه لا يتم إرجاع معلومات مهمة حول مصيره. لكن في عام 1974 ، ستيفن هوكينج اقترح أن التداخل مع التقلبات الكمية الناتجة عن أفق الحدث ينتج عنه نوع من الإشعاع مشابه جدًا للإشعاع الحراري.

إذا كان إشعاع هوكينغ موجودًا ، فهو خافت جدًا بالنسبة لنا لاكتشافه حتى الآن. لن نفصله أبدًا عن مستوى ضوضاء الكون. ولكننا نستطيع استكشف ميزاته بواسطة انشاء تشبيهات الثقب الأسود في إعدادات المختبر.

لقد حدث هذا من قبل ، ولكن الآن قام فريق بقيادة لوت ميرتنز من جامعة أمستردام في هولندا بعمل شيء جديد.

عملت سلسلة من الذرات أحادية البعد كمسار الإلكترونات “للقفز” من حالة إلى أخرى. من خلال تسهيل حدوث هذا القفزة ، يمكن للفيزيائيين جعل بعض الخصائص تختفي ، مما يخلق بشكل فعال نوعًا من أفق الحدث الذي يتداخل مع الطبيعة الشبيهة بالموجات للإلكترونات.

قال الفريق إن تأثير أفق الحدث الزائف هذا أدى إلى ارتفاع في درجة الحرارة يطابق التوقعات النظرية لنظام ثقب أسود مكافئ. ولكن فقط عندما يمتد جزء من السلسلة إلى ما وراء أفق الحدث.

قد يعني مشكلة الجسيمات الموجودة في أفق الحدث مفيدة في إنتاج إشعاع هوكينغ.

كان إشعاع هوكينغ المحاكي ساخنًا فقط في نطاق معين من اتساع الشعلة ، وتحت عمليات المحاكاة من خلال عكس نوع من الزمكان الذي يُفترض أنه “مسطح”. يشير هذا إلى أن إشعاع هوكينغ يمكن أن يكون ساخنًا فقط في ظل مجموعة من الظروف ، وفقط إذا كان هناك تغيير في التواء الزمكان بسبب الجاذبية.

ليس من الواضح ما يعنيه هذا بالنسبة للجاذبية الكمومية ، لكن النموذج يوفر طريقة لدراسة أصل إشعاع هوكينغ في بيئة غير متأثرة بالديناميات البرية لتكوين الثقب الأسود. قال الباحثون أيضًا ، نظرًا لأنه بسيط جدًا ، يمكن أن يعمل في مجموعة واسعة من الإعدادات التجريبية.

“هذا يفتح مساحة لاستكشاف الميزات الأساسية لميكانيكا الكم مع الجاذبية والفراغات المنحنية في مختلف أنظمة المادة المكثفة.” يكتب الباحثون.

نشرت في الأطروحة البحث في الفيزياء.