|
Изучение излучения Хокинга от черных дыр
|
|
|
|
Излучение Хокинга — это форма излучения, испускаемого черными дырами, как теоретически предсказывал Стивен Хокинг. Оно предполагает, что черные дыры не просто поглощают материю — как считалось ранее, — но и сами испускают очень слабое излучение. Это излучение еще не наблюдалось в космосе; вместо этого исследователи используют в лаборатории модели, имитирующие поведение черных дыр.
|
|
|
|
Хотя эффект излучения Хокинга хорошо известен в астрофизике, механизм его возникновения в гравитационном контексте еще не полностью изучен. Ученый из Падерборнского университета вместе с международной группой исследователей из Института науки Вейцмана в Израиле и Cinvestav в Мексике сейчас проливает свет на этот механизм, используя гравитационные аналоги в лаборатории.
|
|
|
|
Группа теоретически смоделировала процесс генерации излучения Хокинга в нелинейной оптической среде, выявив простой, прямой механизм этого процесса. Кроме того, группа смогла наблюдать в экспериментах, что излучение влияет на систему. Результаты опубликованы в журнале Nature.
|
|
|
|
Традиционные модели описывают каскадный механизм, в котором различные квантово-механические процессы взаимодействуют, генерируя излучение. Благодаря сочетанию строгого теоретического моделирования и точных экспериментов на волоконно-оптическом аналоге горизонта событий, исследователи обнаружили, как может возникать излучение Хокинга и его обратная связь с системой. Вместо сложного многоступенчатого процесса они обнаружили свидетельства простого, прямого механизма генерации излучения.
|
|
|
|
|
|
|
«Это упрощает теоретическое понимание и открывает новые способы расчета эффектов в таких системах. Это может даже пролить свет на то, как возникает излучение Хокинга в контексте гравитации», — объясняет доктор Лоренцо М. Прокопио. Ранее он входил в исследовательскую группу Института науки Вейцмана, где руководил проектом, проводил и анализировал эксперименты. Сейчас Прокопио проводит исследования в Институте фотонных квантовых систем (PhoQS) и на кафедре физики Падерборнского университета.
|
|
|
|
Исследователи не только продемонстрировали более прямой процесс генерации, но и экспериментально подтвердили, как излучение Хокинга влияет на систему. Это означает, что испускаемое излучение Хокинга не просто пассивно действует внутри системы, а активно взаимодействует с ней. Это взаимодействие имеет решающее значение для понимания того, остаются ли черные дыры в равновесии и как они теряют свою массу. Наблюдение за этой обратной связью в контролируемых лабораторных условиях дает ученым уникальную возможность изучать эффекты, которые были бы практически недоступны в реальной Вселенной из-за экстремальных масштабов.
|
|
|
|
Возможность изучать излучение Хокинга в контролируемых условиях может дать важные подсказки о природе квантовой гравитации. Хотя сами черные дыры остаются недоступными для изучения, эти аналоговые эксперименты позволяют глубоко понять лежащую в их основе физику.
|
|
|
|
Источник
|
