შავი ხვრელის ახალი სახის ანალოგმა შეიძლება გარკვეული ცნობები მოგვცეს იმ მოუხელთებელი რადიაციის შესახებ, რომელსაც ეს ობიექტები თეორიულად უნდა გამოყოფდნენ.
შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტის სიმულირების მიზნით, ფიზიკოსთა ჯგუფმა ერთმანეთის მიყოლებით ჩამწკრივებულ ატომთა ჯაჭვი გამოიყენა და დააკვირდა ე. წ. ჰოკინგის რადიაციის ეკვივალენტს — ნაწილაკთა დაბადებას კვანტურ რყევებში, რომლებიც შავი ხვრელის მიერ სივრცე-დროის რღვევით არის გამოწვეული.
მკვლევართა განცხადებით, ეს შეიძლება დაგვეხმაროს სამყაროს აღწერის ორ ამჟამად შეუთავსებელ ჩარჩოს შორის დაძაბულობის გადაჭრას: ფარდობითობის ზოგად თეორიას, რომელიც გრავიტაციის ქცევას აღწერს სივრცე-დროის სახელით ცნობილ უწყვეტი ველის სახით; და კვანტურ მექანიკას, რომელიც წყვეტილ ნაწილაკთა ქცევას მათემატიკის ან ალბათობის გამოყენებით აღწერს.
ერთი, გაერთიანებული კვანტური გრავიტაციისთვის, რომელიც უნივერსალურად შეიძლება გამოყენებულ იქნას, საჭიროა, რომ ამ ორმა შეურეველმა თეორიამ მონახოს რაღაც გზა, რომელსაც როგორღაც გაუყვებიან.
სწორედ აქ ერთვება საქმეში შავი ხვრელები — სამყაროს სავარაუდოდ ყველაზე უცნაური, ექსტრემალური ობიექტები. ეს მასიური ობიექტები იმდენად მკვრივია, რომ მათი მასის ცენტრიდან გარკვეულ მანძილზე, სამყაროს არც ერთი სიჩქარე არ არის საკმარისი მისგან გასაქცევად. სინათლის სიჩქარეც კი.
ეს მანძილი, რომელსაც მოვლენათა ჰორიზონტს უწოდებენ, სხვადასხვა შავი ხვრელის შემთხვევაში სხვადასხვაა და დამოკიდებულია თავად შავი ხვრელის მასაზე. მას შემდეგ, რაც ობიექტი მის საზღვარს გადაკვეთს, მხოლოდ შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ, რა ხდება იქ, რადგან მისი ბედის შესახებ ინფორმაციით, უკან აღარაფერი ბრუნდება. თუმცა, 1974 წელს სტივენ ჰოკინგმა ივარაუდა, რომ მოვლენათა ჰორიზონტის მიერ გამოწვეული კვანტური რყევების შეფერხებები უნდა წარმოქმნიდეს გარკვეული ტიპის რადიაციას, რომელიც ძლიერ უნდა ჰგავდეს თერმულ რადიაციას.
თუკი ჰოკინგის რადიაცია (როგორც მას უწოდეს) არსებობს, ის იმდენად სუსტი იქნება, რომ დაფიქსირებას ვერ შევძლებთ. შეიძლება რეალურ გარემოში მას ვერც ვერასოდეს მივაგნოთ, მაგრამ მისი თვისებების შეფასება შეგვიძლია ლაბორატორიაში შავი ხვრელის ანალოგების შექმნის გზით.
ასეთი რამ აქამდეც მომხდარა, მაგრამ ამჯერად, ამსტერდამის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა ლოტ მერტენსის ხელმძღვანელობით, რაღაც ახალი მოიმოქმედა.
ატომთა ერთგანზომილებიანი ჯაჭვი ელექტრონებისთვის ერთგვარი ბილიკის როლს ასრულებდა, რათა ისინი ერთი პოზიციიდან მეორეში გადამხტარიყვნენ. ამ გადახტომის სიმარტივის რეგულირებით, ფიზიკოსებს შეეძლოთ გარკვეულ მახასიათებელთა მოსპობა, რის შედეგადაც წარმოქმნეს გარკვეული სახის მოვლენათა ჰორიზონტი, რომელიც ელექტრონთა ტალღის მსგავს ბუნებაში ერეოდა.
ჯგუფის განცხადებით, ამ ყალბი მოვლენათა ჰორიზონტის ეფექტმა გამოიწვია ტემპერატურის მატება, რაც შავი ხვრელის სისტემისთვის თეორიულ მოლოდინებს დაემთხვა, მაგრამ მხოლოდ მაშინ, როდესაც ამ ჯაჭვის ნაწილი მოვლენათა ჰორიზონტს მიღმა გაიჭიმა.
ეს შეიძლება იმას ნიშნავდეს, რომ მოვლენათა ჰორიზონტის ორივე მხარეს მყოფ ნაწილაკთა გადახლართულობა იყოს ის ინსტრუმენტი, რომელიც ჰოკინგის რადიაციას წარმოქმნის.
სიმულირებული ჰოკინგის რადიაცია მხოლოდ თერმული იყო ხტომის ამპლიტუდების გარკვეული დიაპაზონისთვის და ისეთ სიმულაციებში, რომლებიც დაიწყო „ბრტყლად“ მიჩნეული სივრცე-დროის მიბაძვით. ეს იმაზე მიუთითებს, რომ ჰოკინგის რადიაცია გარკვეულ სიტუაციებში შეიძლება მხოლოდ თერმული იყოს; მაშინ, როდესაც გრავიტაციის გამო სივრცე-დროის გამრუდებაში არის ცვლილება.
უცნობია, რას შეიძლება ნიშნავდეს ეს კვანტური გრავიტაციისთვის, მაგრამ მოდელი გვთავაზობს გზას, რომლითაც შესაძლებელია ჰოკინგის რადიაციის გაჩენის შესწავლა გარემოში, რომელზეც გავლენას არ ახდენს შავი ხვრელის წარმოქმნის ველური დინამიკა. რადგან მოდელი ასე მარტივია, მკვლევრები ამბობენ, რომ მისი გამოყენება შესაძლებელი იქნება მრავალ სხვადასხვა ექსპერიმენტში.
„ამან შეიძლება ახალი გზა გაგვიხსნას გრავიტაციისა და გამრუდებული სივრცე-დროის ფუნდამენტური კვანტურ-მექანიკური ასპექტების შესასწავლად“, — წერენ მკვლევრები.
კვლევა Physical Review Research-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
