Hawking je bio u pravu - crne rupe jesu poput zvijezda

Godine 1974. Stephen Hawking teoretizirao je da najtamniji gravitacijski giganti svemira, crne rupe, nisu samo potpuno crni gutači zvijezda kao što je bilo uvaženo razmišljanje u astronomskoj zajednici, već da spontano emitiraju svjetlost. I bio je u pravu, a njemu u čast sad se taj fenomen naziva Hawkingovo zračenje.

Sve dosad niti jedan astronom nije uspio uočiti Hawkingovo tajanstveno zračenje, a zbog toga što se predviđa da je ono vrlo, vrlo slabo, možda nikad niti neće. No upravo zbog te činjenice znanstvenici su počeli proizvoditi sićušne crne rupe u laboratorijima.

Upravo to je učinio i tim znanstvenika s Instituta za tehnologiju Technion-Izrael. Oni su stvorili model crne rupe od svega nekoliko tisuća atoma. Htjeli su potvrditi dva najvažnija Hawkingova predviđanja, da se Hawkingovo zračenje uzdiže iz ničeg te da tijekom vremena ne mijenja svoj intenzitet, odnosno da je statično, javlja Zimo.

Izraelski tim znanstvenika crnu je rupu napravio od otprilike 8000 atoma rubidija ohlađenih gotovo na apsolutnu ništicu i koja na mjestu drži laserska zraka.

Zatim su kreirali misteriozno stanje tvari poznato kao Bose-Einsteinov kondenzat (BEC), koje omogućuje tisućama atoma da djeluju zajedno, kao da je u pitanju jedan atom.

Koristeći drugu lasersku zraku, znanstvenici su stvorili liticu potencijalne energije, koja je učinila da plin poteče poput vodopada, na taj način stvarajući horizont događanja gdje je polovica plina tekla brže od brzine zvuka, a druga polovica sporije.

U tom eksperimentu tim znanstvenika tražio je parove fonona, odnosno kvantnih zvučnih valova, umjesto parova fotona, kako se spontano formiraju u plinu.

Fonon u sporijoj polovici mogao bi se kretati suprotno smjeru toka plina i udaljavati se od litice, dok bi fonon na bržoj polovici ostao zarobljen brzinom supersoničnog tekućeg plina.

To je poput pokušaja plivanja protiv struje koja je brža nego što vi možete plivati. Baš kao i kod crne rupe, jednom kad ste unutra, nemoguće je doseći horizont događanja, pojasnio je za Phys.org koautor studije Jeff Steinhauer.

Jednom kad su pronašli parove fonona, morali su potvrditi jesu li povezani da li Hawkingovo zračenje ostaje konstantno tijekom vremena. Taj je proces bio škakljiv jer svaki put kad su fotografirali tu sićušnu umjetnu crnu rupu, ona je bila uništena zbog topline koja nastaje u procesu.

Tim je stoga ponovio eksperiment 97.000 puta te konstantno uzimao mjere 124 dana kako bi pronašao te korelacije. Na kraju se njihovo strpljenje isplatilo.

Dokazali smo da je Hawkingovo zračenje statično, što znači da se ne mijenja tijekom vremena i što je identično Hawkingovim predviđanjima, rekao je Steinhauer.

Hawking je sugerirao da su crne rupe poput normalnih zvijezda, koje emitiraju određeni oblik zračenja čitavo vrijeme, konstantno. To smo htjeli dokazati u studiji i uspjeli smo, naglasio je Steinhauer.

Njihova studija objavljena je u znanstvenom časopisu Nature Physics.