(VIDEO) Šok! Naučnici napravili "crnu rupu" u laboratoriji! Počelo isparavanje, svet u čudu gleda

Fizičari su u laboratoriji simulirali ponašanje crne rupe i zabeležili proces koji podseća na njeno postepeno „isparavanje“, što bi moglo da približi nauku rešavanju jedne od najtežih kosmičkih misterija — kako crne rupe gube energiju i da li zaista mogu da nestanu.

Eksperiment je povezan sa Hokingovim zračenjem, teorijskom pojavom koju je 1974. godine formulisao britanski fizičar Stiven Hoking. Prema toj ideji, crne rupe nisu potpuno „crne“, iako iz njih ništa ne može direktno da pobegne. Zbog kvantnih efekata u blizini horizonta događaja, one bi trebalo da emituju izuzetno slabo toplotno zračenje, gube energiju i vremenom ispare.

Problem je što to zračenje iz pravih, astrofizičkih crnih rupa praktično ne možemo direktno da vidimo. Signal bi bio toliko slab da bi se izgubio u pozadinskom zračenju svemira. Zato su naučnici morali da naprave laboratorijsku zamenu — sistem koji nije prava crna rupa, ali se ponaša po istim fizičkim pravilima.

Crna rupa napravljena od laserskih impulsa

U ovom istraživanju korišćen je sistem zasnovan na ultrakratkim laserskim impulsima koji prolaze kroz posebno optičko vlakno.

Jedan laserski impuls menja osobine vlakna i stvara uslove koji oponašaju horizont događaja - granicu iza koje, kod prave crne rupe, ništa ne može da se vrati. Drugi impuls zatim reaguje na te promene kao analog svetlosti koja pokušava da pobegne iz snažnog gravitacionog polja.

Takvi eksperimenti ne prave pravu crnu rupu. Nema urušavanja zvezde, nema ogromne gravitacije, nema kosmičkog ponora. Ali postoji matematički i fizički model koji omogućava istraživačima da posmatraju ono što u svemiru ne mogu da izmere direktno.

Laboratorijske analoge crnih rupa naučnici su ranije pravili na različite načine — pomoću vrtloga u vodi, ultrahladnih atomskih sistema i optičkih eksperimenata. Cilj je isti: uhvatiti trag Hokingovog zračenja u sistemu koji se može kontrolisati i meriti.

Prvi jasan trag povratne reakcije

Do sada su eksperimenti uglavnom pokušavali da detektuju analog Hokingovog zračenja. Ovaj put, istraživači su išli korak dalje. Fokusirali su se na mnogo suptilniji efekat — povratnu reakciju, odnosno na pitanje da li zračenje utiče nazad na sistem koji ga stvara.

To je ključni deo priče. Ako crna rupa emituje zračenje, ona mora da gubi energiju. Ako gubi energiju, sistem mora da pokaže nekakav „trzaj“, makar izuzetno mali.

Naučnici taj efekat porede sa Njutnovim trećim zakonom: kada jedno telo deluje na drugo, drugo uzvraća jednakom silom u suprotnom smeru. U ovom slučaju, tražen je mikroskopski pomak u laserskom impulsu - znak da sistem zaista gubi energiju kroz emisiju zračenja.

Tim koji predvodi Lorenc Prokopio sa Univerziteta u Paderbornu u Nemačkoj uspeo je da izmeri upravo taj efekat. Signal povratne reakcije bio je, prema istraživačima, iznenađujuće jasan.

- Naš eksperiment i teorija pokazuju da je Hokingovo zračenje rezultat direktnog procesa - naveli su autori istraživanja.

Zašto je ovo važno

Najvažniji rezultat nije samo u tome što je zabeležen analog zračenja, već što je uhvaćen trag mehanizma koji stoji iza gubitka energije. Prema nalazima tima, način na koji zračenje nastaje i kako sistem zbog njega slabi mogao bi da bude jednostavniji nego što su raniji teorijski modeli pretpostavljali.

To menja pristup problemu. Ako se potvrdi da je proces direktniji i čistiji nego što se mislilo, fizičari bi mogli lakše da računaju šta se dešava u sistemima koji liče na crne rupe, a možda i da bolje razumeju stvarne crne rupe u svemiru.

Prokopio je ocenio da rezultat pojednostavljuje teorijsko razumevanje i otvara nove mogućnosti za proračune u ovakvim sistemima.