2019. június. 03. 11:03 2019. június. 03. 11:32 Tech

Sikerült bizonyítani Stephen Hawking 45 éve tett jóslatát a fekete lyukakról

Stephen Hawking 45 évvel ezelőtt írta le a róla elnevezett sugárzást, ami a fekete lyukakból származhat. Most egy lépéssel ismét közelebb kerültünk ahhoz, hogy bebizonyítsák: létezik a Hawking-sugárzás.

45 évvel ezelőtt egy nagyon fontos elméletet állított fel Stephen Hawking a fekete lyukakról: miközben vizsgálta őket, arra jutott, hogy léteznie kell egy olyan feketetest-sugárzásnak, amely kvantummechanikai jelenségek miatt a fekete lyukak eseményhorizontjának környezetében jön létre. Az elméletben leírt, de soha be nem bizonyított jelenséget Hawking-sugárzásnak nevezték el.

A Hawking-sugárzás azért is rendkívül fontos, mert a jelenség a kvantummechanika és a gravitáció kombinációját jelzi. Csakhogy bizonyítani nem nagyon lehet, a csillagászok ugyanis nem tudnak annyira közel férkőzni a fekete lyukhoz, hogy kiderüljön az igazság. Az izraeli Technion Műszaki Intézet kutatói viszont egy olyan kísérletet végeztek, amely bebizonyította: Hawkingnak igaza volt – számolt be róla a Gizmodo.

A Bose–Einstein-kondenzáció által takart állapotot még 1924 környékén jósolta meg Albert Einstein és Satyendra Nath Bose. A megnevezés egy az atomok olyan ultrahideg rendszerét jelenti, amelyben a kvantumfizikai folyamatok jóval nagyobb, látható méretben mennek végbe.

A tudósok egy saját fekete lyukat hoztak létre – ami persze nem egészen olyan, mint az "igazi". Míg a világűrben található fekete lyukakban a szökési sebességnek nagyobbnak kellene lennie, mint a fénysebességnek, a laboratóriumi körülmények között létrehozott változatban "csak" a hanghullámok nem tudnak kijutni belőle. Ehhez a kutatók egy Bose–Einstein-kondenzátumot hoztak létre, amelyben egy lézernyaláb segítségével 8000 rubídiumatomot ejtettek csapdába. Egy második lézerrel a kondenzátum egyik oldalánál növelték a potenciális energiát, így az sűrűbbé vált.

A sűrűbb és kevésbé sűrű részeket egy hirtelen átmenet választja el egymástól, ami állandó sebességgel mozog a kondenzátumon keresztül – a kísérletet végzők szemszögéből viszont modulatlannak tűnik a rendszer. A hanghullám a sűrűbb részeken (a fekete lyuk külső részénél) a hanghullámok még el tudtak szökni az áramlásból, ám ahogy haladt a "belseje" felé, úgy vált ez lehetetlenné.

Laboratóriumi körülmények között a hanghullámot az eseményhorizonton "kívül és belül is" meg tudták mérni, a Hawking-sugárzás pedig e két hullám közti összefüggést jelzi.

A kutatást vezető Jeff Steinhauer a Gizmodónak úgy nyilatkozott, már 2016-ban is mértek Hawking-sugárzást, de 21 olyan fejlesztést kellett végrehajtani a rendszeren, ami jobb jelet eredményezett. Ez viszont már elég volt ahhoz, hogy a számukra fontos információkat kinyerjék belőle.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.