Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jeden z nejdůležitějších Hawkingových objevů zní, že černé díry září. Nejsou tedy paradoxně úplně černé a ani věčné, v kosmicky velmi vzdálené budoucnosti se i ty největší z nich „vypaří“.
Proč, jak se často uvádí, Stephen Hawking i přes svou genialitu zřejmě nedostane Nobelovu cenu? Protože záření černých děr sotva dokážeme pozorovat, jde o velmi pomalý proces – tím pomalejší, čím je díra větší. Má-li se Hawkingova idea potvrdit experimentálně, museli bychom asi dokázat vyrábět miniaturní černé díry laboratorně; ty by pak měly mizet přímo před našima očima.
Druhým přístupem je černou díru nějak modelovat. To právě nejnověji provedl Jeff Steinhauer z Izraelského technologického institutu. Na laika následující popis působí až zkouřeně, ale práce byla publikována v Nature Physics. Přijměme tedy jako fakt, že Bill Unruh z University of British Columbia už v roce 1981 navrhl, že namísto černé díry by se dalo pracovat s jejím analogem, který namísto světla vězní zvukové vlny. Podobně jako foton neunikne z černé díry, nedokáže se z příslušné „zvukové pasti“ v podobě jakéhosi strhávajícího vodopádu pak dostat ani částice (kvazičástice?) zvuku, fonon. Na horizontu černé díry vznikají páry částic a antičástic (z „energie“, tak jako občas i jinde ve vakuu). Obvykle zase anihilují a vypůjčená energie se vrátí, někdy je však jedna z částic vtažena pod horizont. Kvůli zákonu zachování hybnosti pak druhá letí opačným směrem, tedy ven (takže z černé díry by neměly unikat fotony, ale spíše elektrony/pozitrony?). O hmotnost uniklé částice, respektive ekvivalent energie, se pak zmenší i černá díra. Na horizontu zvukové pasti prý vznikají obdobně provázané částice (kvazičástice), zde ovšem přímo fonony. Jeden může být vtažen pod horizont, provázaná zvuková vlna pak směřovat ven – a to i když by podle původní logiky z pasti nic uniknout nemělo (poznámka: proč by jen tak měly vznikat páry fononů?).
Jeff Steinhauer si postavil laboratorní aparaturu, kde se tekutina pohybuje rychleji než zvuk. Nešlo o žádný běžný vodopád, ale Bose-Einsteinův kondenzát z atomů rubidia 87. Potřebné vlastnosti se zajišťují pomocí laserových paprsků. Skutečně se prý podařilo detekovat unikající fonony, což musely být ty „zapletené“ a nově vznikající, protože jinak by z pasti neměly jak dostat; navíc se k nim podařilo statisticky průkazně detekovat i komplementární částice z páru uvnitř.
Kdyby se to celé pokládalo za experimentální potvrzení Hawkingovy teorie, mohl by se dočkat i Nobelovy ceny. Že by zvuk unikající z vodopádu drženého laserem měl něco skutečně experimentálně dokazovat o černých dírách, tomu se laikovi věřit moc nechce – to už i výpočty působí empiričtěji. Nicméně, jak už bylo řečeno, Steinhauerova práce byla publikována v Nature, takže prostě pokývejme hlavou.
Phys.org a další
