เสียงกระซิบจากหลุมดำที่ผลิตในห้องปฏิบัติการอาจยืนยันการมีอยู่ของรังสีที่คาดการณ์โดยนักฟิสิกส์ Stephen Hawking จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์เมื่อสี่ทศวรรษที่แล้ว หากได้รับการตรวจสอบโดยการวิจัยเพิ่มเติม การค้นพบนี้จะเสนอหลักฐานว่าอนุภาคที่กระพริบเข้าและออกจากการมีอยู่สามารถขโมยหลุมดำมวลได้Daniele Faccio นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Heriot-Watt ในเอดินบะระกล่าวว่า “เป็นงานที่แปลกใหม่และน่าทึ่งมาก ผลงาน “แสดงให้เห็นถึงบางสิ่งที่ทุกคนคิดว่าเป็นไปไม่ได้”
เป็นเวลาหลายทศวรรษ ที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าหลุมดำ
เป็นวัตถุนิรันดร์ซึ่งไม่มีสิ่งใด แม้แต่แสง ก็สามารถหลบหนีได้ แต่ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 ฮอว์คิงเสนอให้มีการแก้ไขกฎดังกล่าวโดยมีผลอย่างมาก เขาตั้งข้อสังเกตว่ากลศาสตร์ควอนตัมช่วยให้อนุภาคคู่หนึ่งปรากฏขึ้นตามธรรมชาติในสุญญากาศของอวกาศ โดยปกติอนุภาคเหล่านั้นจะทำลายล้างซึ่งกันและกันอย่างรวดเร็ว แต่ถ้าก่อตัวขึ้นที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นจุดที่หลุมดำไม่หวนกลับ อนุภาคหนึ่งอาจถูกลากเข้ามา ในขณะที่อีกอนุภาคหนึ่งสามารถหลบหนีออกมาเป็นพลังงานที่เรียกว่ารังสีฮอว์คิง อนุภาคที่หลบหนีจะใช้มวลของหลุมดำเพียงเล็กน้อย หมายความว่าในอนาคตอันไกล หลุมดำทุกแห่งในจักรวาลจะค่อยๆ หายไป
หลังจากแสดงความสงสัยในตอนแรก นักฟิสิกส์ได้นำแนวคิดเรื่องการแผ่รังสีของ Hawking มาใช้เป็นส่วนใหญ่ และวันนี้เป็นหัวใจสำคัญของการพยายามรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปให้เป็นหนึ่งเดียว ทฤษฎีที่อธิบายสิ่งใหญ่โตในจักรวาล และกลศาสตร์ควอนตัม เล็ก ( SN: 5/31/14, หน้า 16 ). การยืนยันการคาดการณ์ของ Hawking เป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่: การแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำที่อยู่ห่างออกไปหลายปีแสงนั้นเกือบจะอ่อนแอเกินกว่าจะตรวจจับได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์
แทนที่จะมองหารังสีฮอว์คิงในหลุมดำของธรรมชาติ นักฟิสิกส์เจฟฟ์
สไตน์ฮาวเออร์จากสถาบันเทคโนโลยี Technion-Israel ในไฮฟา ได้ทำการค้นหาหลุมดำที่ผลิตเองซึ่งดักจับเสียงมากกว่าแสง เขาใช้เลเซอร์เพื่อทำให้ถังอะตอมรูบิเดียมเย็นลงที่อุณหภูมิประมาณหนึ่งในพันล้านขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ จากนั้นเขาก็ตั้งอะตอมที่เย็นยิ่งยวดเหล่านั้น ซึ่งรู้จักกันในชื่อคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ ให้เคลื่อนไหว ทำให้เกิดแม่น้ำรูบิเดียมที่โหมกระหน่ำ ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมแห่งความเงียบงันของ Steinhauer เกิดขึ้นที่จุดที่อัตราการไหลของรูบิเดียมทำลายกำแพงเสียง: คลื่นเสียงที่ปล่อยออกมาเหนือจุดนั้นไม่สามารถหลบหนีต้นน้ำได้ ( SN: 12/18/10, p. 28 )
ความสำเร็จของการทดลองของ Steinhauer ขึ้นอยู่กับการสังเกตคลื่นเสียงคู่ที่โผล่ออกมาจากสุญญากาศที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ พวกมันจะเกิดขึ้นจากความผันผวนของควอนตัมที่คล้ายคลึงกับที่ฮอว์คิงทำนายว่าจะผลิตรังสีรอบหลุมดำจริง เพื่อให้การแผ่รังสี Hawking แบบอะคูสติกนี้ง่ายขึ้น Steinhauer ได้ลองใช้กลยุทธ์ที่เสนอไว้ก่อนหน้านี้เพื่อทำให้การแผ่รังสีเพิ่มขึ้น เขาชะลออะตอมของรูบิเดียมที่อยู่นอกขอบฟ้าเหตุการณ์เพื่อสร้างขอบฟ้าที่สอง ซึ่งกันคลื่นเสียงออกไปแทนที่จะลากเข้ามา ขอบฟ้าทั้งสองทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายเสียง: คลื่นเสียงที่กระทบขอบฟ้าที่สองจะสะท้อนกลับมา ขอบฟ้าเหตุการณ์แรก ซึ่งจะกระตุ้นคู่คลื่นเสียงที่แยกทางที่ขอบหลุมดำมากขึ้น Steinhauer กล่าวว่า “การแผ่รังสีของ Hawking ขยายตัวเอง
ประมาณ 120 มิลลิวินาทีหลังจากที่ Steinhauer ตั้งอะตอมของรูบิเดียมให้เคลื่อนที่ กลุ่มคลื่นเสียงที่ทวีความรุนแรงขึ้นอย่างรวดเร็วได้กระเพื่อมระลอกระหว่างขอบฟ้าทั้งสอง ในเวลาเดียวกัน คลื่นเสียงชุดเดียวกันก็พุ่งออกมาจากหลุมดำที่ผลิตเองโดยใช้พลังงานจากมัน ในการศึกษา ที่ ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 12 ตุลาคมในNature Physics Steinhauer รายงานว่าการค้นพบนี้เป็นลายเซ็นของรังสีฮอว์คิง
“ฉันคิดว่ามันเป็นการทดลองที่น่าตื่นเต้นและน่าสนใจมาก” William Unruh นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในแวนคูเวอร์กล่าว “ผมจะไม่พูดว่ากรณีนี้ได้รับการพิสูจน์แล้ว” เขากล่าว พร้อมเสริมว่าคลื่นเสียงที่สังเกตได้อาจมาจากสิ่งประดิษฐ์ในคอนเดนเสทของ Bose-Einstein “แต่มันอาจเป็นสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่ทุกคนได้มา” ในปี 1981 อุนรูห์เสนอให้สร้างหลุมดำในห้องแล็บแต่เขียนไว้ในขณะนั้นว่าการตรวจจับรังสีฮอว์คิง “เป็นไปได้น้อยมาก”
Faccio ซึ่งสร้างแอนะล็อกของหลุมดำเช่นกัน และครั้งหนึ่งเคยอ้างว่าตรวจพบรังสีของ Hawking กล่าวว่า Steinhauer ได้ทำคดีที่น่าเชื่อ “ฉันคิดว่าเขากำลังแสดงหลักฐานว่าความผันผวนมาจากสูญญากาศควอนตัม” Faccio กล่าว “การทดลองใช้ได้ผลเพราะการคาดการณ์ของ Hawking นั้นถูกต้อง” แต่เขาเสริมว่าการตรวจจับขั้นสุดท้ายจะต้องมีการวัดที่ละเอียดอ่อนของคลื่นเสียงที่สร้างขึ้น รวมถึงการพิจารณาว่าพวกมันมีการเชื่อมต่อแบบควอนตัมที่เรียกว่าการพัวพันหรือไม่
แม้ว่าการค้นพบของ Steinhauer จะได้รับการยืนยัน แต่ก็ไม่มีความชัดเจนว่าหลุมดำโซนิคที่ผลิตในห้องปฏิบัติการสามารถแจ้งกระบวนการควบคุมหลุมดำมวลมหาศาลในอวกาศได้มากเพียงใด “การแสดงให้เห็นว่าผลกระทบเกิดขึ้นในคอนเดนเสทของ Bose-Einstein ไม่ได้พิสูจน์ว่าจะเกิดขึ้นในหลุมดำ” Unruh กล่าว “อย่างไรก็ตาม มันเพิ่มความมั่นใจให้กับฉันอย่างแน่นอน คณิตศาสตร์และผลลัพธ์ใกล้เคียงกันเกินกว่าจะเป็นเรื่องบังเอิญ”
credit : tinyeranch.com austinyouthempowerment.org anonymousonthe.net millstbbqcompany.net brucealmighty.net stopcornyn.com bostonsceneparty.com sjcluny.org kubeny.org felhotarhely.net
