Promieniowanie Hawkinga zostało potwierdzone w symulacji. Tym samym nie mamy dowodów na to, że faktycznie ono istnieje, jednak oddziaływanie to świetnie się wpasowuje w to, co obecnie wiemy o Wszechświecie. Według niego czarna dziura może wyparować dzięki wirtualnym cząsteczkom będącym elementami fizyki kwantowej.
Czarna dziura, fizyka kwantowa i ogólna teoria względności
Warto tu zaznaczyć jedno: mówimy o symulacji. Tym samym nikt nie potwierdził istnienia promieniowania Hawkinga w sposób empiryczny w kontekście samej czarnej dziury. Dotychczasowe dowody to właśnie obliczenia oraz wyżej wspominana symulacja. Tym samym zjawisko to może występować, jednak nie oznacza to, że ma miejsce, a podobny efekt może dawać coś zupełnie innego, czego nawet nie jesteśmy świadomi.
Czarna dziura i promieniowanie Hawkinga
Zanim przejdziemy do samego odkrycia, wyjaśnijmy, czym jest promieniowanie Hawkinga – oczywiście w dużym skrócie i z masą uproszczeń. Otóż wszędzie dookoła nas, a nawet w idealniej próżni powstają tak zwane cząsteczki wirtualne. Jest to para dwóch cząsteczek materii i antymaterii, które biorą się znikąd i szybko ze sobą anihilują. W ten sposób ogólny rachunek energetyczny wynosi zero, ponieważ w procesie anihilacji powstaje energia.
Sęk w tym, że takie pary cząsteczek powstają wszędzie, w tym na granicy horyzontu zdarzeń czarnej dziury. W efekcie nim dojdzie do ich anihilacji, jedna z nich zostaje pochłonięta, a druga ulatuje. Powstały dług energetyczny wobec Wszechświata, wynikający z prawa zachowania energii zostaje spłacony przez czarną dziurę. Tym samym wirtualna cząsteczka, która staje się cząsteczką rzeczywistą, robi to kosztem czarnej dziury, która traci na tym swoją masę.
Oczywiście im czarna dziura jest większa, tym większy jest horyzont zdarzeń i tym szybciej zachodzi ten proces. Czysto teoretycznie proces ten będzie trwał tak długo, aż masa czarnej dziury spadnie do tego stopnia, że ta przestanie być obiektem tej kategorii. To jednak w historii Wszechświata nie zdarzyło się jeszcze nigdy – a przynajmniej tak wynika z naszej obecnej wiedzy. Pamiętajcie także, że to tylko hipoteza naukowa. Jeśli chcielibyście dokładniej wgłębić się w ten temat, to polecam poniższy film, którego autor wyjaśnił to znacznie dokładniej, zwłaszcza to, jak spłacany jest wyżej wspomniany dług:
Czarna dziura i odkrycie z Holandii
No dobrze, ale co z samym odkryciem naukowym? Otóż fizycy z Uniwersytetu Amsterdamskiego podczas symulacji zaobserwowali coś, co odpowiada zachowaniu promieniowania Hawkinga. To natomiast nie tylko jest kolejnym argumentem za potwierdzeniem jego hipotezy, ale daje szanse na połączenie ogólnej teorii względności z fizyką kwantową.
Omówmy teraz samą symulację. Ta nie była komputerowa, a bazowała na modelu fizycznym. Jak podaje serwis interestingengineering:
Naukowcy wykorzystali jednopłaszczyznowy łańcuch atomów do symulacji horyzontu zdarzeń czarnej dziury w warunkach laboratoryjnych. Powstałe promieniowanie Hawkinga — cząstki powstałe w wyniku zaburzeń fluktuacji kwantowych spowodowanych rozdarciem czasoprzestrzeni przez czarną dziurę — objawiło się jako widzialna poświata.
Czarna dziura umiera?
Czy to więc oznacza, że promieniowanie Hawkinga zostało potwierdzone? Otóż nie. Symulowany horyzont zdarzeń może mieć zupełnie inne cechy niż ten rzeczywisty. Bazuje on tylko na tym, czego się domyślamy na temat ostatecznej granicy czarnej dziury, a nie tym, czym ona jest w praktyce. Dlatego też warto w takich sytuacjach zachować zdrową dawkę sceptycyzmu.
Źródło: interestingengineering, YouTube