بیگ بنگ: نتایج آزمایشی جدید برای شبیه‌ سازی تابش هاوکینگ در یک سیاهچاله ی آزمایشگاهی توانست از مهمترین نظریه‌های استیون‌ هاوکینگ درباره سیاهچاله‌ها پشتیبانی کند.

براساس گزارش BBC، جف استاينهار محققي است كه توانست با شبيه‌سازي يك سياهچاله درون حالت فوق‌ سردي از ماده كه چگالش بوز-اينشتين ناميده مي‌شود، تابش هاوكينگ را مشاهده كند، تشعشعاتي كه استیون هاوكينگ پيش‌بيني آزادسازي آنها از دل يك سياهچاله را كرده‌ بود. هاوكينگ اولين‌بار در سال 1974 اين پيش‌بيني را انجام داد. براساس فيزيك كلاسيك، نيروي گرانش يك سياهچاله به اندازه‌اي شديد است كه هيچ‌ چيز، حتي نور نيز توان گريز از آن را ندارد. از اين رو نظريه هاوكينگ بر فيزيك كوانتوم استوار است، عرصه‌اي از فيزيك كه كوچكترين مقياس‌ها را نيز در نظر مي‌گيرد.

اين تاثيرات كوانتومي امكان تاباندن ذرات را براي سياهچاله‌ها فراهم مي‌آورند به شكلي كه در گذر زمان به تبخير شدن سياهچاله منجر خواهد شد. اما ميزان اين تشعشعات بسيار محدود است از اين رو هرگز امكان مشاهده آن در يك سياهچاله حقيقي به وجود نيامده‌ است. با اين همه استاينهار شواهدي به دست آورده‌ است كه نشان مي‌دهد ذرات به صورت مداوم از سياهچاله شبيه‌سازي شده‌اش مي‌گريزند. علاوه بر اين، ذرات فراري با ذرات همجوار خود كه درون سياهچاله كشيده مي‌شدند، درهم‌تنيده يا در ارتباط بودند، يكي از نشانه‌هاي كليدي كه در نظريه هاوكينگ به آن اشاره شده‌ است.

چگالش بوز-اينشتين كه در اين آزمايش مورد استفاده قرار گرفته‌ است، زماني ايجاد مي‌شود كه ماده،‌ در اين آزمايش اتم‌هاي سرد راديوم درون يك لوله، تا درجه صفر مطلق سرد مي‌شوند. در چنين محيطي صوت با سرعت نيم‌ميليمتر بر ثانيه حركت مي‌كند. با سرعت بخشيدن به اتم‌ها در ميانه راه، استاينهار موفق به ايجاد افق رويداد در امواج صوتي شد.

در اين آزمايش بسته‌هاي صوتي كه فونونو‌ها نام دارند نقش ذرات درهم‌تنيده شده در حاشيه يك سياهچاله را بازي مي‌كردند. اين يافته هنوز نتوانسته پاسخ يكي از گيج‌كننده‌ترين پرسش‌ها درباره سياهچاله‌ها، یعنی “پارادوکس اطلاعات” را بیابد. يكي از مفاهيم نظريه هاوكينگ اين است كه اطلاعات فيزيكي، براي مثال خواص ذرات زيراتمي، در زمان انتشار تابش هاوكينگ نابود مي‌شود. اما اين مفهوم با يكي از قوانين فيزيك كوانتوم همخواني ندارد. به گفته توبي وايزمن فيزيكدان نظري كالج امپريال لندن، اين آزمايش از ديدگاه تجربي و فني بسيار جالب توجه‌ است اما هيچ نكته جديدي درباره يك سياهچاله واقعي در آن نهفته نيست و تنها نظريه هاوكينگ را در محيطي آزمايشگاهي تاييد مي‌كند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی Nature Physics منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: BBC