Epsko trčenje dveh nevtronskih zvezd leta 2017 je resnično znanstveno darilo, o čemer znanstveniki še naprej obveščajo.
Ko so se zvezde združile, so se gravitacijski valovi razširili po vesolju; Zdaj lahko odmevi tega dogodka podpirajo dolgoletno hipotezo o črni luknji.
Astronomi, ki preučujejo podatke o gravitacijskih valovih, verjamejo, da so našli dokaze o odmevih – nekaj, kar bi se lahko zgodilo le ob prisotnosti “kvantnega mehurja”, ki ga je ustvarilo Hawkingovo sevanje.
“Po Einsteinovi splošni teoriji relativnosti nič ne more uiti gravitaciji črne luknje, ko preide točko brez povratka, znano kot obzorje dogodkov,” je povedal astronom in fizik Nyaesh Afshordi z univerze Waterloo v Kanadi.
“To so dolgo časa razumeli znanstveniki, dokler Stephen Hawking s kvantno mehaniko ni napovedal, da bodo kvantni delci počasi iztekali iz črnih lukenj, ki jim danes pravimo Hawkingovo sevanje.”
Najbolj znana lastnost črnih lukenj je njihova izjemna gravitacijska sila. Tako močan je, da v splošni relativnosti, ko nekaj prečka točko, imenovano horizont dogodkov, ni mogoče uiti nazaj. Tudi najhitrejša stvar v vesolju – elektromagnetno sevanje – ne more uiti.
Toda kvantna mehanika lahko razloži podrobnosti vesolja na načine, ki jih splošna relativnost ne more; po Hawkingovi ideji iz leta 1974 črna luknja nekaj odda, ko dodate kvantno mehaniko. To je teoretična vrsta elektromagnetnega sevanja, imenovana Hawkingovo sevanje.
To teoretično sevanje je podobno spektru svetlobe, ki jo oddajajo ogrevani predmeti, ki upoštevajo pravila sevanja črnega telesa, le da v tem primeru izredno težka masa črne luknje povzroči oddajanje valov z zelo nizko energijo.
Obstoj tega sevanja bi pomenil, da črne luknje počasi izhlapevajo in razrešijo informacijski paradoks o črni luknji; toda tako kot gravitacijski valovi je sevanje še vedno prešibko, da bi ga zaznali.
Modeli črnih lukenj vsekakor kažejo, da je sevanje Hawkinga resnično. Toda gravitacijski valovi lahko to spremenijo. Ker če je Hawkingovo sevanje resnično, mora obstajati kvantni “puh” okoli obzorja črne luknje; in ta puh bi moral povzročiti gravitacijske valove.
“Znanstveniki do zadnjega odkrivanja gravitacijskih valov niso mogli eksperimentalno ugotoviti, ali katera snov uhaja iz črnih lukenj,” je dejal Afshordi.
“Če kvantni puh, odgovoren za Hawkingovo sevanje, obstaja okoli črnih lukenj, se lahko gravitacijski valovi od njega odbijejo in ustvarijo manjše signale gravitacijskih valov po glavnem gravitacijskem trku, podobno kot ponavljajoči se odmevi.”
To sta Afshordi in njegov kolega, kozmolog Jahed Abedi z Inštituta za gravitacijsko fiziko. Max Planck v Nemčiji, so jih lahko zaznali iz gravitacijskih podatkov. Njihovi rezultati se ujemajo s simuliranim odmevom, ki ga napovedujejo modeli mehkih črnih lukenj, ki oddajajo Hawkingovo sevanje.
Pravzaprav je povsem mogoče, da naši instrumenti še vedno niso dovolj občutljivi za zaznavanje Hawkingovega sevanja. In Afshordi priznava, da bi lahko signal, ki ga je ugotovila ekipa, pravzaprav samo šum v podatkih.
Če želite izvedeti, morate iskati podobne signale v drugih naborih podatkov gravitacijskih valov.
“Zdaj, ko znanstveniki vedo, kaj iščemo, lahko poiščemo več primerov in dobimo veliko bolj zanesljivo potrditev teh signalov,” je dejal Afshordi.
“Takšna potrditev bi bila prva neposredna študija kvantne strukture vesoljskega časa.”
Študija je bila objavljena v Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Viri: Foto: physics.ucsb.edu/ Mondolithic Studios prek Scientific American
