بیگ بنگ: تیمی از فیزیکدانان دانشگاه آمستردام در هلند، افق رویداد یک سیاهچاله را در آزمایشگاه شبیه‌سازی کردند و شکلی از تابش را مشاهده کردند که اولین‌بار توسط “استیون هاوکینگ” مطرح شده بود.

در یک مطالعه جدید، محققان توانستند شرایط یک سیاه‌چاله را در آزمایشگاه شبیه‌سازی کنند. سیاهچاله به منطقۀ بسیار پرجرم و متراکمی از فضا گفته می‌شود که حتی نور هم نمی‌تواند از چنگال گرانش آن بگریزد. گرانش در یک سیاه‌چاله به دلیل وجود ماده متراکم در یک فضای کوچک بسیار قوی است؛ این زمانی اتفاق می‌افتد که یک ستاره در حال مرگ باشد.

در این مطالعه، تیمی از دانشمندان از یک زنجیره تک فایلی از اتم‌ها برای شبیه‌سازی افق رویداد یک سیاه‌چاله استفاده کردند. چیزی که بعداً مطرح شد، چیزی به نام «تابش هاوکینگ» است؛ نظریه‌ای که توسط فیزیکدان فقید “استیون هاوکینگ” ارائه شد.

اثر این افق رویداد در آزمایشگاه باعث افزایش دما شد که با انتظارات نظری از یک سیاهچاله مطابقت داشت. همچنین این کشف نشان داد که درهم تنیدگی ذراتی که در افق رویداد قرار دارند در ایجاد “تابش هاوکینگ” مؤثر است.

تابش هاوکینگ چیست؟

تابش هاوکینگ باعث کاهش جرم و انرژی سیاه‌چاله می‌شود که به تبخیر سیاه‌چاله شناخته می‌شود. این پدیده به دلیل اثرات کوانتومی نسبیتی پدید می‌آیند. در حال حاضر، دو نظریه وجود دارد که هدفشان توضیح عملکرد درونی جهان ماست: نظریه نسبیت عام و مکانیک کوانتوم.

در نسبیت عام، رویدادها پیوسته و قطعی هستند؛ به این معنی که هر علتی یک اثر خاص و محلی دارد. با این حال در مکانیک کوانتومی، رویدادهایی که توسط برهمکنش ذرات زیراتمی ایجاد می‌شوند، به صورت پرش اتفاق می‌افتند، با نتایج احتمالی و نه قطعی. اما اکنون، این شبیه‌سازی جدید سیاه‌چاله‌ها و نظریه تابش هاوکینگ ممکن است به متحد کردن این دو چارچوب کمک کند.

اما چگونه؟

در حال حاضر، ما هیچ راهی نداریم که بدانیم پس از عبور یک جسم از مرز سیاه‌چاله چه اتفاقی رخ می‌دهد، زیرا فیزیکدانان معتقدند بودند که اطلاعات به جهان باز نمی‌گردد. اما در سال ۱۹۷۴، “استیون هاوکینگ” نظریه‌ای ارائه داد که بر طبق آن، سیاهچاله‌ها بطور کامل سیاه نبودند، بلکه در واقع ذراتی را در طول سالیان دراز ساطع می‌کنند که حاوی اطلاعات است.

اکنون، به لطف این مطالعۀ جدید می‌توانیم با شبیه‌سازی آنالوگ‌ها در آزمایشگاه‌ها، خواص سیاهچاله‌ها و تابش هاوکینگ را تجزیه و تحلیل کنیم. به گفتۀ نویسندگان: «این پژوهش می‌تواند جنبه‌های بنیادی مکانیک کوانتومی را در کنار گرانش و انحنای فضا- زمان‌، در اطراف ماده متراکم، کاوش نماید.» جزئیات بیشتر این پژوهش در Physical Review Research منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com