חוקרים מאוניברסיטת סנט אנדרוס, סקוטלנד, טוענים שמצאו דרך לדמות אופק אירועים של חור שחור - לא באמצעות טכניקת תצפית קוסמית חדשה, ולא על ידי מחשב-על בעל כוח גבוה ... אלא במעבדה. בעזרת לייזרים, אורך סיבים אופטיים ובהתאם למכניקת קוונטים ביזארית כלשהי, ניתן ליצור "ייחודיות" כדי לשנות את אורך הגל של לייזר, ולסנתז את ההשפעות של אופק אירועים. אם ניסוי זה יכול לייצר אופק אירועים, ניתן לבחון את התופעה התיאורטית של קרינת הוקינג, אולי לתת לסטיבן הוקינג את הסיכוי הטוב ביותר לזכות בפרס נובל עד כה.
אז איך יוצרים חור שחור? בקוסמוס נוצרים חורים שחורים עקב התמוטטות כוכבים מאסיביים. מסת הכוכב קורסת לנקודה יחידה (לאחר שנגמר לו הדלק ועבר סופרנובה) בגלל כוחות הכבידה המסיביים הפועלים על הגוף. אם הכוכב יעלה על "גבול" מסה מסוים (כלומר ה- גבול Chandrasekhar - מקסימום בו מסה של כוכב אינה יכולה לתמוך במבנהו כנגד כוח הכבידה), היא תקרוס לנקודה בדידה (ייחודיות). זמן החלל יהיה מעוות עד כדי כך שכל האנרגיה המקומית (חומר ו קרינה) תיפול לייחודיות. המרחק מהייחודיות שבה אפילו האור אינו יכול להימלט ממשיכת הכבידה ידוע בשם אופק אירועים. התנגשויות של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה על ידי קרניים קוסמיות המשפיעות על האטמוספירה העליונה עשויות לייצר חורים מיקרו-שחורים (MBH). קנדידר הגדול הגדול (ב- CERN, בסמוך לז'נבה, שוויץ) עשוי גם להיות מסוגל לייצר התנגשויות אנרגטיות מספיק כדי ליצור MBHs. מעניין, אם ה- LHC יכול לייצר MBHs, ייתכן שתוכח התיאוריה של סטיבן הוקינג "קרינת הוקינג" אם ה- MBHs שנוצרו יתאדו כמעט מייד.
הוקינג חוזה כי חורים שחורים פולטים קרינה. תיאוריה זו היא פרדוקסאלית, מכיוון ששום קרינה אינה יכולה לברוח מאופק האירועים של חור שחור. עם זאת, הוקינג משער כי עקב תימהון בדינמיקה הקוונטית, חורים שחורים פחית לייצר קרינה.
במילים פשוטות ביותר, היקום מאפשר ליצור חלקיקים בתוך ואקום, "לשאול" אנרגיה מסביבתם. כדי לשמור על איזון האנרגיה החלקיק והאנטי-חלקיק שלו יכולים לחיות רק לזמן קצר, ולהחזיר את האנרגיה המושאלת מהר מאוד על ידי השמדה זה עם זה. כל עוד הם קופצים ומתוך קיום בתוך מגבלת זמן קוונטית, הם נחשבים "חלקיקים וירטואליים". ליצירה להשמדה יש אנרגיה אפס נטו.
עם זאת, המצב משתנה אם זוג חלקיקים זה נוצר באופק אירועים של חור שחור או בסמוך לו. אם אחד מהזוג הווירטואלי נופל לחור השחור, ובן זוגו נפלט מאופק האירועים, הם לא יכולים להשמיד. שני החלקיקים הווירטואליים יהפכו ל"אמיתיים ", ויאפשרו לחלקיק הנמלט להעביר אנרגיה ומסה הרחק מהחור השחור (החלקיק הכלוא יכול להיחשב כמסה שלילית, ובכך להפחית את מסת החור השחור). כך חוזה קרינת הוקינג של חורים שחורים "מתאדים", מאחר שהמסה הולכת לאיבוד למוזר הקוונטים הזה באופק האירועים. הוקינג חוזה כי חורים שחורים יתנדפו בהדרגה וייעלמו, ובנוסף השפעה זו תהיה הבולטת ביותר עבור חורים שחורים קטנים ו- MBH.
אז ... חזרה למעבדתנו בסנט אנדרוס ...
פרופ 'אולף לאונרדט מקווה ליצור את התנאים של אופק אירועי חור שחור באמצעות פעימות לייזר, ואולי ליצור את הניסוי הישיר הראשון לבדיקת קרינת הוקינג. לאונרדט הוא מומחה ב"קטסטרופות קוונטיות ", הנקודה בה פיזיקת הגל מתפרקת ויוצרת ייחודיות. בפגישת "Cosmology Meets Condensed Matter" שנערכה לאחרונה בלונדון, הצוות של לאונרדט הודיע על שיטתם לדמות את אחד המרכיבים העיקריים בסביבת אופק האירועים.
האור עובר דרך חומרים במהירויות שונות, תלוי בתכונות הגל שלהם. קבוצת סנט אנדרוז משתמשת בשתי קרני לייזר, אחת איטית, אחת מהירה. ראשית, דופק מתפשט איטי נורה על הסיב האופטי, ואחריו דופק מהיר יותר. הדופק המהיר יותר אמור "להתעדכן" עם הדופק האיטי יותר. עם זאת, כאשר הדופק האיטי עובר במדיום, הוא משנה את תכונותיו האופטיות של הסיב, וגורם להאטה של הדופק המהיר בעקבותיו. זה מה שקורה לאור כאשר הוא מנסה לברוח מאופק האירועים - הוא מאט עד כדי כך שהוא "נלכד".
“אנו מראים על ידי חישובים תיאורטיים שמערכת כזו מסוגלת לחקור את ההשפעות הקוונטיות של אופקים, במיוחד קרינת הוקינג. " - מתוך מאמר שיצא מקבוצת סנט אנדרוז.
ההשפעות שיש לשני פעימות לייזר על אחת מהן כדי לחקות את הפיזיקה באופק אירועים נשמעות מוזרות, אולם מחקר חדש זה עשוי לעזור לנו להבין אם נוצרים MBHs ב- LHCs ועשויים לדחוף מעט את סטיבן הוקינג לעבר פרס נובל ראוי.
מקור: Telegraph.co.uk
