Смелый эксперимент Штенхауэра: как физик создал черную дыру у себя в лаборатории
Идея о том, что черные дыры все-таки испускают какие-то частицы, существует с 1974 года, когда вычисления Стивена Хокинга с использованием квантовых методов показали, что черные дыры на самом деле «излучают» частицы в космос, а со временем должны и вовсе исчезнуть. Но реально подсчитать уровень этого излучения практически невозможно из-за расстояний, а поэтому излучение Хокинга оставалось гипотезой 42 года. Эксперимент Штенхауэра показал, что, скорее всего, Хокинг прав.
В своем эксперименте, проведенном в 2016 году, израильский физик создал симулированную «черную дыру», способную всасывать звук. Чтобы сделать это, Штенхауэр направил лазер, состоящий из атомов рубидия, через окружающую среду, охлажденную до абсолютного нуля. Атомы двигались быстрее скорости звука, поэтому звуку трудно проникнуть сквозь этот поток. «Это как плыть против течения, — объяснял Штенхауэр. — Если река течет быстрее, чем вы плывете, то вы все равно начинаете двигаться назад, хотя вам кажется, что плывете вперед». А это значит, что часть звука выталкивается из «черной дыры», что противоречит существующему сейчас научному консенсусу о том, что реально происходит в этих космических объектах.
Теория излучения Хокинга основана на существовании «виртуальных частиц», аналога частиц, вроде фотонов, описанных квантовой механикой. Если принять во внимание эксперимент Штенхауэра, вполне возможно, что в реальную черную дыру фотон засасывается, а его виртуальный партнер наоборот отбрасывается в космос. Именно это и предполагает теория Хокинга.
Статья Штенхауэра была опубликована для обозрения и рецензирования на arXiv.org.