Група міжнародних фізиків змогла змоделювати аналог чорної діри у лабораторних умовах і вперше зафіксувала характерне світіння цієї системи, що нагадує гіпотетичне випромінювання Гокінга. Це відкриття стало суттєвим кроком до розуміння фундаментальних суперечностей між загальною теорією відносності та квантовою механікою.
Про це розповідає ProIT
Лабораторний експеримент: штучний горизонт подій
Замість гравітації, дослідники використали принципи фізики конденсованих середовищ, збудувавши одновимірний ланцюжок атомів. У цій системі електрони мали можливість перескакувати з однієї позиції на іншу, але, завдяки точному налаштуванню енергетичних бар’єрів між атомами, було створено межу — аналог горизонту подій чорної діри. Така точка у ланцюжку унеможливлювала подальший рух електронів, імітуючи точку неповернення у справжній чорній дірі.
“Ця межа фактично стала аналогом горизонту подій чорної діри — точки неповернення, яка блокувала хвилеподібну природу електронів і не дозволяла їм рухатися далі”.
У момент формування такого штучного горизонту подій учені зафіксували підвищення температури у ланцюжку атомів, що стало еквівалентом теплового випромінювання. Це світіння повністю відповідало теоретичним прогнозам для випромінювання Гокінга, яке передбачає виникнення енергії на горизонті подій через квантові флуктуації. Особливістю явища стало те, що тепловий ефект виникав лише тоді, коли частина ланцюга знаходилася по різні боки від створеної межі, що підтверджує ключову роль квантової заплутаності у цьому процесі.
Значення для майбутніх досліджень
Дослідники також виявили, що отримане випромінювання є суто тепловим лише за певних умов, зокрема коли симуляція імітувала «плаский» простір-час без потужного гравітаційного викривлення. Це натякає на можливу складність і багатогранність випромінювання справжніх чорних дір, де діє екстремальна гравітація. Хоча результати експерименту не розв’язують остаточно проблеми об’єднання квантової фізики й гравітації, вони відкривають нові шляхи для досліджень у цій галузі. Змодельована система настільки універсальна, що її можна відтворити у різних лабораторіях, що надає дослідникам унікальну можливість вивчати взаємозв’язок між гравітацією, квантовою механікою й термодинамікою без необхідності спостерігати справжні чорні діри у космосі.