новости космоса
13853 35
12 июня 2019 16:53:32

Хокинг был прав: Черные дыры испаряются, показывает новый эксперимент

В 1974 г. Стивен Хокинг сделал одно из важнейших своих предсказаний: что черные дыры способны полностью испаряться.

Согласно гипотезе Хокинга, черные дыры не являются идеально «черными», а способны испускать частицы. Это излучение, считал британский физик, уносит с собой энергию и массу черной дыры, поэтому через определенное время черная дыра исчезает полностью. Эта гипотеза получила широкое признание, однако ее до сих пор никому не удалось доказать.

Считается, что вакуум космического пространства наполнен постоянно аннигилирующими виртуальными парами частица-античастица. Однако рядом с черной дырой экстремально мощная гравитация разрывает между собой две эти частицы, и одна из частиц, имеющая отрицательную энергию, поглощается черной дырой, снижая ее энергию и массу, а вторая частица – выбрасывается прочь в космическое пространство. Эти выбрасываемые в космос частицы и представляют собой хокинговское излучение.

В новом исследовании физики в лаборатории впервые показали наличие излучения, аналогичного хокинговскому излучению. Хотя само хокинговское излучение является слишком слабым, чтобы его можно было обнаружить в космосе, авторы работы наблюдали это излучение на модели черной дыры, созданной с использованием звуковых волн, а также самой холодной и необычной материи на Земле.

В этой работе группа исследователей во главе с Джеффом Штейнхауэром (Jeff Steinhauer) из Израильского технологического института Технион использовала экстремально холодный газ, называемый конденсатом Бозе-Эйнштейна, для моделирования горизонта событий черной дыры, невидимой границы, через которую не может вернуться обратно ничто, даже свет. На пути протекающего потока этого газа они поместили «обрыв», в результате чего сформировали газовый «водопад»; когда газ увлекался в «водопад», его потенциальная энергия переходила в кинетическую, и скорость потока превышала скорость звука.

Вместо частицы и античастицы исследователи использовали пару фононов, квантовых звуковых волн, в газовом потоке. Фонон на медленной стороне может двигаться против газового потока, вдали от «водопада», в то время как фонон на быстрой стороне двигаться не может, захваченный «черной дырой» сверхзвукового газового потока.

Хокинг предсказал, что поток испускаемых черной дырой частиц будет характеризоваться сплошным спектром длин волн и энергий. Кроме того, физик считал, что этот поток может быть описан с использованием только одного значения температуры, зависящего лишь от массы черной дыры. Данный новый эксперимент позволил подтвердить оба этих прогноза на модели звуковой черной дыры, пояснили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Nature.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
Leonid3182 · 12-06-2019

Ох уж эти модели, что компьютерные, что натурные, ох уж эти моделировщики :-))
Виртуальные частиц возникают по случайному закону и имеют случайное направление разлёта частица/античастица, поэтому количество частиц и античастиц попадающих в ЧД равно, а поэтому испарение под вопросом. А вот частиц с отрицательной энергией что-то не припоминаю, отстал от жизни наверное :-(
:-))

2
Sqwair777105 · 12-06-2019

Леонид, точно! А, я еще маслица в огонь подолью! ;)
1 а чё эт ЧД, должна поглощать именно античастицу, а не наоборот? А вдруг, всё наоборот? Если, всё же, гипотетически, излучение Хокинга существует, тадыть логично объяснить, именно с точки именно хокинговского излучения, наличие СМЧД. Мол, за счет поглощения именно частиц, оне, эти СМЧД и набрали такущую массу! Но, а куда девались античастицы? Неувязочка, как ни крути... Но, можно пойти дальше, измыслить следующее - античастицы, как и СМЧД, ответственны за ускоренное расширение Вселенной, типа отлетели от ЧД, аннигилировали, и превратились в фотоны, но непростые а виртуальные, ТЭ панимашь, потому и зарегистрировать их неможно никак... Но блин! Тогда и ЧД должна или расти, или испаряться - тоже виртуально! Частицы ж виртуальные поглощаются или излучаются. :)
2 время жизни вирт.частиц порядка 10^-23с (если ошибаюсь - поправьте). Допустим, в момент рождения они сразу имеют скорость света 300 тыщ км в с. Тады, максимум на который может отлететь одна из частиц от ГС 3*10^-15 м. Радиус протона, к примеру имеет размер 0,25*10^-15м. Хватит, ли этого чтоб вырваться из притяжения ЧД, даже если разлет будет проходить по радиусу? Сомнительно. И кстати, а почему одна из частиц должна нырнуть под ГС, а вторая улететь? Потому что имеют противоположное направление движение? Дык, они могут (весьма со значительной вероятностью), разлетаться не по радиусу, а вдоль, по касательной к ГС, и в итоге обе поглотиться ЧДой. Так что баланс масс остается неизменным. Разве, что возможно, гипотетически будут иметься незначительные флуктуации вакуума, на нижней границе ГС, которые ну никак не зафиксировать.
В общем, моя подозрительность ко всем этим моделированиям, небезосновательно, крепчает всё больше.

3
AlexandrKane118 · 12-06-2019

Подгонка модели под результат, очевидно же. Псевдонаука какая-то. Вот когда зарегистрируют, тогда поговорим прав он был или нет.

4
itatel109 · 12-06-2019

Достоверно неизвестно что такое ЧД а уже Ее судьбу знают. В общем демоны самоликвидируются

5
dilettant163 · 13-06-2019

Чтобы зарегистрировать, надо иметь регистратор, а чем регистрировать "излучение Хокинга"?
Моделястерам просто, модель всё стерпит, ничего не треснет!

6
graviton68 · 13-06-2019

Кукушки хвалят петуха и таким образом консолидируются.

7
Teddy84 · 13-06-2019

При чем тут Хокинг? Не поэкспериментировали евреи с холодным газом, попускали туда фононы. А при чем тут Хокинг? Спектр другой, температура другая принципиально.

8
dengess1-6 · 13-06-2019

Да будет вам придираться. Просто чуваки моделировали квази-излучение квази-частиц в квази-чд. Ну что тут плохого? Квази-плохого.

9
nikkaknik97 · 13-06-2019

Вне зависимости от того, прав Хокинг, или - нет, лично я преклоняюсь перед величием ума и воли этого человека...

10
Гришин_С_Г150 · 13-06-2019

Упираются, не хотят допустить, что чернодырность - степень выраженности свойства
(кстати, по-моему, в общем случае, - временного и повторяющегося)
космической структуры, а не некая самостоятельная сущность.
В случае с СМЧД эта структура - вихревая трубка в центре более или менее
вырожденного галактического тора из скрытой (тёмной материи), в которой плавает
барионная материя. Масса СМЧД концентрируется главным образом на стенках
этой проходной трубки. Талия этой трубки колеблется вдоль её оси,
обусловливая тем самым те или иные космические ситуации, явления или события..
-

11
Starlight99 · 13-06-2019

Руки прочь от моих любименьких ЧД! А ну, медленно положили мегафон на пол и отошли от конденсата!
:-)

12
LuxiFero89 · 13-06-2019

Сквэйр, к п. 2. На релятивистских скоростях время замедляется. Согласно ОТО время жизни фотона около 0 секунд, но пока он движется со скоростью света, время для него стоит на месте. Так и виртуальные частицы на скорости ~300000км/сек живут для внешнего наблюдателя бесконечно долго.

13
Sqwair777105 · 14-06-2019

LuxiFero, это откель вы такую ахинею взяли?
Если бы вирт.частицы, как вы пишете, для нас наблюдателей "жили безконечно долго", проблем с их обнаружением не было б, и не надо было бы тратить годы на доказательство их существования. Вспышки аннигиляции, наблюдались бы повсеместно во всей Вселенной! А, да, еще не забываем, что частицы движущиеся с релитивистскими скоростями, имеют аццки большую энергию, но таких частиц очень мало, а в вакууме, флуктуаций и количество рождения частиц много, неспадение однако. Даже в джетах ЧД частицы движутся со скоростью примерно 10-20% от световой. Так что, время свободного пролета вирт.частиц можно уменьшить еще в разы.

14
Teddy84 · 14-06-2019

В сумме виртуальные частицы имеют нулевую энергию. Проблем с обнаружением и так нет. См. эффект Казимира.

15
graviton68 · 14-06-2019

Мне не известен эффект Казимира, но от себя могу сказать о том, что виртуальные частицы, в действительности обладают, не только нулевой энергией, но еще и нулевой скоростью.

16
Sqwair777105 · 14-06-2019

Тедди, проблем обнаружения нет... Хех! Смотрите опыт по обнаружению этих вирт.частиц. :) Проблемы таки есть! Обычным спектро-графом или - скопом, или камерой Вильсона, или еще чем попроще - не обнаружить, не говоря уже о космических расстояниях. :)
Вот именно, что в сумме - полная энергия и т.д. равна нулю! Потому и баланс налицо, - какое там хокинговское испарение может быть в принципе? ;)

17
Teddy84 · 14-06-2019

Так ГС ЧД нарушает баланс. Собственно, в этом весь эффект.

18
graviton68 · 14-06-2019

Тедди, все это ерунда! Горизонт событий (ГС) можно высчитать в каждом астрономическом теле (АТ), даже в самом захудалом астероиде. Но для преодоления разных ГС нужны разные скорости. Так для преодоления, так называемых ГС планет нужны одни скорости. А для преодоления ГС Солнца скорость уже должна быть гораздо больше. Но самая огромная скорость нужна для преодоления ГС СМЧД в нашей Галактике. Итак, все ГС преодолеваются, но с разными скоростями, и по нарастающей. А в остальном проблем нет, была бы достигнута определенная скорость.

19
graviton68 · 14-06-2019

Поэтому ГС СМЧД кажется чем-то сверх естественным, на самом деле это не так. Причинной этой сверх загадочности, является сверх фантастическая скорость вращения СМЧД и не только в нашей Галактике, но и во всех остальных, где имеются СМЧД.

20
Гришин_С_Г150 · 14-06-2019

(С)LuxiFero33 · 13-06-2019 (12)
Сквэйр, к п. 2. На релятивистских скоростях время замедляется.(/С)
Иллюзия замедления времени возникает у стороннего наблюдателя (СН),
когда он пытается ВЫЧИСЛИТЬ время в движущихся относительно него
СТОЭ-часах через число временнЫх циклов в них, Однако, это ошибка,
так как вычисляемые СН циклы СТОЭ-часов содержательно асимметричны
и не могут быть единицами времени в принципе. Это опровергает
утверждение о замедлении времени в СТОЭ, так как асимметричный
временнОй цикл в качестве единицы времени противоречит
общепринятому (и Эй-ном, в том числе) предположению
о непрерывности времени, его однородности и однозначности
в одних и тех же условиях.

21
Sqwair777105 · 14-06-2019

Тедди, см. к.1 и 2. :)
Никакой баланс не нарушается. Разве что небольшие флуктуации вакуума имеются, на границе ГС, как между пластинками в опыте, но не более. И то, с последующим обнулением рождения и взаимной аннигиляции.
А теперь не в тему. Читал статью, о том, что МП имеет более сложную форму, чем привычная спиралька. Но не суть. Суть вот в чём - когда-то на МП, подействовала пролетавшая мимо галактика, отчего спиральки исказились... Но и это не суть. Заинтересовало, что галактикой этой могла быть галактика Antlia 2, открытая и наблюдаемая не так давно. И вот что в ней интересного - она состоит на 99,99% из ТМ! Во! А я всё иронизировал и сарказмировал насчет темных галактик... А тут, оказывается такое... На полном серьезе и уже давно, предсказывали и подозревали наличие галактик, состоящих почти на 100% из ТэМэ. И это не единственная окажывается такая, состоящая из ТэМэ, на 99,99%, есть еще Dragonfly 44. Во, как!
Ну, теперь, раз официяльно признаны галактики из ТэМэ, предлагаю искать теперь - планеты из ТэМэ, звезды из ТэМэ, ну и собссна жизнь из ТэМэ (до этого еще ученые пока не додумались, стало быть лавры в этом направлении будут принадлежать и мне, если таковые тээмные штуки откроют. На правах идейного вдохновителя так сказать.). :))

22
Starlight99 · 14-06-2019

Graviton, к. 18-19. Это у Вас какой-то собственный ГС, а коллеги-то имеют в виду общепринятый, ничем не примечательный и заурядный ГС - воображаемая поверхность, скорость покидания которой любым телом равна с. :-)

23
Sqwair777105 · 14-06-2019

Хм... Народ, вещающий про замедление времени, на релятивистских скоростях... Ладушки, зайдем с другой стороны. Пусть будет по-вашему. Пусть время, при скоростях близких к световым замедляется. Но! Тогда получается, что мы фиксируем УЖЕ, замедленные события относительно нас и приборов. Тогда и получается, что пресловутое время жизни вирт.частиц, даже не 10^-23с, а еще меньше! Тогда расстояние, которое пролетают эти частицы еще меньше! :)
Как вам такой выверт? Всё в соответствие с помянутой СТО. А нефиг было ее приплетать! :)

24
Teddy84 · 14-06-2019

"Виртуальные частиц возникают по случайному закону и имеют случайное направление разлёта частица/античастица"
Неправильно. Направление было бы случайным в изотропных условиях. Условия на границе ГС ЧД сильно, катастрофически сильно анизотропные. Поэтому разные направления имеют разную вероятность вылета виртуальных частиц.

25
Teddy84 · 14-06-2019

"Количество частиц и античастиц попадающих в ЧД равно, а поэтому испарение под вопросом."
Не вижу логической связи. Просто излучение Хокинга не имеет выраженной полярности в смысле уклона в сторону частиц или античастиц.

26
Teddy84 · 14-06-2019

"Тогда расстояние, которое пролетают эти частицы еще меньше!"
Верно, но с точностью до наоборот.

27
Leonid3182 · 14-06-2019

"..Поэтому разные направления имеют разную вероятность вылета виртуальных частиц.." (с)Teddy
Т. е. вы утверждаете, что "имеющая отрицательную энергию" частица сильнее притягиваются ЧД? И знаете, что такое частица "имеющая отрицательную энергию"?
"..Просто излучение Хокинга не имеет выраженной полярности.." (с)Teddy
Ну заявлено же: "одна из частиц, имеющая отрицательную энергию, поглощается черной дырой, снижая ее энергию и массу, а вторая частица – выбрасывается прочь в космическое пространство. Эти выбрасываемые в космос частицы и представляют собой хокинговское излучение"!

28
graviton68 · 15-06-2019

К посту-22 Starlight, Все нормально. Это потому так получается, что у каждого из нас, разное мышление. Я даже рад этому. Как хорошо, что я один такой, ни на кого другого не похожий!

29
dilettant163 · 15-06-2019

Леонид, обсуждение сделало круг, вернувшись к начальной точке. Предположение Хокинга так и осталось предположением, вот мне, например, так и не стало понятным, почему ЧД должна захватить именно виртуальную частицу с отрицательной энергией, а её товарку отбросить во вне?

30
MP207 · 15-06-2019

Sqwair777 наша галактика тоже летит, и Земля летит в солнечной системе. Складывай )

31
Sqwair777105 · 15-06-2019

МР, чего складывать? И к чему? А так согласен - мухи к мухам, котлеты к котлетам. Во всем дОлжон быть порядок! ))

32
Teddy84 · 18-06-2019

"Имеющая отрицательную энергию" частица сильнее притягиваются ЧД?
Более того, только имеющие отрицательную энергию притягиваются ЧД.
.
"Имеющая отрицательную энергию" Вас смущает, а появление пары частиц из ниоткуда - нет?

33
Teddy84 · 18-06-2019

Ввиду неопределенности Гайзенберга около нуля нельзя утверждать, что частица имеет только положительную энергию. Энергия определена с некой погрешностью. "Усы" погрешности уходят в область отрицательных значений. Но на малое время dE dt = h

34
Teddy84 · 18-06-2019

Квантовая механика она неудобная для умозрительного моделирования-фантазирования. В том смысле, что противоречит обыденному опыту. Впрочем, я так думаю (хотя принято считать, что нет), при достаточной тренировке её можно впихнуть в нашу любимую методику гештатльта. Только образы надо подбирать специфические.
А тут ещё и ОТО неудобоваримая до кучи. Вот и никак с квантовой гравитацией не разберутся. Но в нашем клубе нет ничего невозможного во имя Отца и Сына!

35
Leonid3182 · 19-06-2019

Конечно, среди пар рождающихся виртуальных частиц имеются ВСЕ типы, в т. ч. и такие, о которых физики ещё и не догадываются (более того таких большинство), но я-то всегда полагал, что отрицательная энергия, вернее её, энергии, недостаток, остаётся у пространства и этот недостаток восполняется при аннигиляции, но уже не тех, которые разлетелись от этой точки, но других, родившихся не здесь, и как раз это работа случайности больших чисел. Но частицу с отрицательной энергией, так же как с отрицательной массой представить не могу :-((

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!