Experiment inedit: o gaură neagră creată în laborator. Cum a fost posibil acest lucru și cum ne ajută la cercetarea găurilor negre

Fizicienii israelieni de la Institutul Tehnologic Technion din Haifa au reușit să genereze o micro-gaură neagră în laborator. Motivul a fost de a demonstra o teorie formulată de astrofizicianul Stephen Hawking.

Conform acestei teorii, găurile negre emit spontan o formă de radiație, un fenomen nedemonstrat până acum, ce poartă numele de radiația Hawking, conform Live Science, citat de Digi24.

Gaura neagră generată de cercetători în laborator era alcătuită dintr-un flux de gaz format din aproximativ opt mii de atomi de rubidiu răciţi până aproape de zero absolut şi menţinuţi laolaltă de o rază laser. Astfel, ei au creat o stare exotică a materiei, denumită „condensat Bose-Einstein” (BEC), stare în care aceste câteva mii de atomi se comportă la unison, ca şi când ar fi un singur atom.

Folosind o a doua undă laser, echipa a creat un vârf de energie potenţială, ceea ce a dus la formarea unei „cascade” din gazul folosit în experiment, similară unei cascade obişnuite şi obţinând un orizont al evenimentului în care jumătate dintre atomii de gaz se deplasau cu o viteză supersonică, în timp ce cealaltă jumătate se deplasau cu o viteză mai mică. În cadrul acestui experiment, echipa a căutat perechi de fononi (unde sonice cuantice) care se formează în mod spontan în gaz, în loc de perechi de fotoni, potrivit aceleiași surse.

Cum a fost posibil acest experiment

Astfel, un fonon din partea subsonică a experimentului poate să călătorească în amontele fluxului de gaz, îndepărtându-se de vârful de energie potenţială, în timp ce un fonon din jumătatea supersonică a fluxului rămâne prizonier în „cascadă”.

„Este ca şi cum ai încerca să înoţi împotriva unui curent care este mai rapid decât viteza ta maximă de înot. Adică este la fel ca şi când te-ai afla în interiorul unei găuri negre de unde este imposibil să mai atingi orizontul evenimentului”, a explicat profesorul Jeff Steinhauer, profesor asociat de fizică la Institutul Technion.

Odată ce au detectat aceste perechi de fononi, cercetătorii au trebuit să confirme dacă erau corelate şi dacă radiaţia Hawking rămâne constantă de-a lungul timpului (dacă este staţionară).

Acest proces a fost dificil, pentru că ori de câte ori fotografiau „gaura neagră” generată, aceasta era distrusă de căldura rezultată în acest proces. În consecinţă, echipa a repetat experimentul de nu mai puţin de 97.000 de ori şi a avut nevoie de peste 124 de zile de măsurători continue pentru a evidenţia aceste corelaţii dintre fononi. În cele din urmă, răbdarea le-a fost răsplătită.

„Am demonstrat că radiaţia Hawking este staţionară, ceea ce înseamnă că nu se modifică în timp, ceea ce este exact lucrul prezis de Stephen Hawking”, a subliniat profesorul Steinhauer.

Cea mai mare gaură neagră descoperită până acum a fost confirmată de cercetători

O echipă de astronomi a observat ceea ce susțin că este cea mai masivă coliziune a două găuri negre văzută vreodată.

Înainte de coliziune, cel puțin unul dintre masivele obiecte spațiale colosale avea de 85 de ori masa Soarelui. Coliziunea în sine a creat o gaură neagră de aproximativ 150 de mase solare, plasând-o într-un interval de masă considerat anterior posibil, și a expulzat echivalentul a opt mase solare sub formă de energie de unde gravitaționale, așa cum este detaliat în lucrările publicate în revistele Physical Review Letters și The Astrophysical Journal Letters.

„Totul în legătură cu această descoperire este năucitor”, a declarat Simon Portegies Zwart, astrofizician la Universitatea Leiden din Olanda, care nu a fost implicat în cercetare, într-un comunicat al Nature.