Wszyscy wiemy, że czarna dziura to ostateczny „wszystkożerca” wszechświata. Zgodnie z naszą szkolną wiedzą, nic, co wpadnie w jej objęcia, nie ma szans na ucieczkę – nawet światło. Jednak od lat 70. naukowcy podejrzewali, że te giganty wcale nie są nieśmiertelne i mogą powoli tracić energię. Teraz, dzięki eksperymentowi w niemieckim laboratorium, wreszcie zobaczyliśmy, jak to wygląda w praktyce.
Zespół fizyków pod kierownictwem Lorenzo Procopio nie potrzebował potężnego teleskopu ani podróży w okolice Drogi Mlecznej. Wystarczył puls laserowy i specjalne włókno optyczne. To, co zaobserwowali, rzuca zupełnie nowe światło na teorię Stephena Hawkinga.
Symulacja zamiast kosmicznej podróży
Problem z badaniem prawdziwych czarnych dziur jest prosty: są one zbyt daleko, a sygnały, które emitują, są zbyt słabe, by odróżnić je od kosmicznego szumu. Dlatego naukowcy budują tzw. analogi. Czasami używają do tego wirującej wody, a czasem – jak w tym przypadku – superszybkich impulsów światła.
Wykorzystując włókna optyczne, stworzyli coś, co fizycy nazywają horyzontem zdarzeń dla światła. To pozwoliło im zaobserwować proces, o którym wcześniej mogli tylko teoretyzować: backreaction (oddziaływanie zwrotne).
Jak czarna dziura „traci oddech”
Zasada jest prostsza, niż się wydaje. Wyobraź sobie, że stoisz na wrotkach i odpychasz kolegę. On odjeżdża do przodu, ale ty – zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona – cofasz się. To właśnie jest backreaction w wydaniu kosmicznym.
Kiedy czarna dziura emituje promieniowanie Hawkinga (energię uciekającą na zewnątrz), musi „odczuć” to odepchnięcie. Dzięki laserom, badacze po raz pierwszy zobaczyli ten mikroskopijny odrzut w czasie rzeczywistym. Okazało się, że proces ten jest znacznie prostszy i bardziej bezpośredni, niż przewidywały skomplikowane modele matematyczne.
Co to oznacza dla nas?
- Koniec zagadki? To odkrycie może pomóc rozwiązać tzw. paradoks informacyjny, nad którym głowił się Stephen Hawking.
- Nowa fizyka: Jeśli nasze laboratoryjne „sztuczne czarne dziury” działają tak samo jak te w kosmosie, oznacza to, że zrozumiałyśmy mechanizm parowania tych obiektów.
- Weryfikacja: Naukowcy sugerują, że prawdziwe czarne dziury mogą „parować” dokładnie w ten sam sposób co ich laserowe odpowiedniki w laboratorium.
Czy czarne dziury kiedyś znikną?
Choć brzmi to jak scenariusz filmu science-fiction, wnioski z eksperymentu sugerują, że czarne dziury nie są wieczne. Każdy emitowany kwant energii powoduje, że obiekt traci masę. W skali kosmicznej to proces trwający miliardy, a nawet tryliony lat, ale dzięki pracy zespołu z Paderborn, wiemy już dokładnie, jak ten „wyciek” energii przebiega wewnątrz systemu.
A co Wy o tym sądzicie? Czy uważacie, że symulacje laboratoryjne są wystarczającym dowodem na to, co dzieje się w głębokim kosmosie, czy może fizycy za bardzo upraszczają skomplikowaną naturę wszechświata? Dajcie znać w komentarzach.
