Czarne dziury są bardzo ekstremalnymi obiektami o grawitacji tak silnej, że nie jest przed nią w stanie uciec nawet światło. Poświęcone im badania zostały przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Amsterdamie.
To właśnie oni sprawili, że nieuchwytne promieniowanie pochodzące z czarnych dziur może być badane poprzez naśladowanie go w laboratorium. Szczegółowe ustalenia w tej sprawie zostały zamieszczone na łamach Physical Review Research.
Zrozumienie czarnych dziur jest kluczem do zrozumienia podstawowych praw rządzących kosmosem. Obiekty te dotyczą bowiem zarówno ogólnej teorii względności, która opisuje grawitację jako wynik wypaczenia czasoprzestrzeni przez masywne obiekty, jak i teorię mechaniki kwantowej, w której fizyka jest badana nawet w najmniejszych skalach.
Idealnym rozwiązaniem byłoby stworzenie kwantowej teorii grawitacji. Pierwszym krokiem do realizacji tego celu mogłoby być przenalizowanie, co jest w stanie uciec z czarnych dziur, a nie temu, co przegrywa z ich grawitacją. Już Stephen Hawking twierdził, że czarna dziura musi emitować niewielką ilość promieniowania cieplnego na skutek fluktuacji kwantowych wokół tzw. horyzontu zdarzeń.
Jak wyjaśnia Lotte Mertens, główna autorka nowych badań, jej zespół wykorzystał model oparty na jednowymiarowym łańcuchu atomów, w którym elektrony mogą dokonywać swego rodzaju przeskoków. Wypaczenie czasoprzestrzeni powiązane z obecnością czarnej dziury może być natomiast naśladowane poprzez dostosowanie tego, jak łatwo elektrony dokonują przeskoków.
Takie syntetyczne czarne dziury, nawet pomimo braku rzeczywistej grawitacji, dostarczają informacji na temat funkcjonowania tych prawdziwych. Istotne jest choćby to, że symulowane promieniowanie Hawkinga jest termiczne wyłącznie dla określonego wyboru przestrzennej zmienności prawdopodobieństwa przeskoku. Pozwala to sądzić, iż prawdziwe promieniowanie Hawkinga może być również czysto termiczne tylko w jasno określonych sytuacjach.
