В близко бъдеще учените планират да проведат нов експеримент, който ще може да предложи индиректен тест на най-известното предсказание на известния физик Стивън Хокинг за черните дупки.
Учените вярват, че като направят атома невидим, те ще могат да видят етерното квантово сияние, което обгръща обекти, движещи се със скорост, близка до скоростта на светлината.
Ефектът на сияние, наречен ефект на Unruh (или Davies-Unruh), кара пространството около бързо ускоряващите се обекти да изглежда изпълнено с рояк виртуални частици, къпейки тези обекти в топъл блясък. Тъй като този ефект е тясно свързан с ефекта на Хокинг, при който виртуални частици, известни като радиация на Хокинг, се появяват спонтанно в краищата на черните дупки, учените отдавна се стремят да открият едната като намек за съществуването на другата. Но е невероятно трудно да се забележи някакъв ефект. Лъчението на Хокинг се появява само около чудовищната бездна на черна дупка и вероятно ще е необходим варп двигател, за да се постигне ускорението, необходимо за ефекта на Унру.
Но според учените те са открили механизъм, който позволява силата на ефекта Unruh да бъде драматично увеличена с техника, която може ефективно да превърне материята в невидима.
„Това е труден експеримент и няма гаранция, че ще успеем да го осъществим, но тази идея е нашата свята надежда“.
Ефектът на Unruh, предложен за първи път от учени през 1970-те години на миналия век, е едно от многото предсказания на квантовата теория на полето. Според тази теория няма такова нещо като празен вакуум. Всъщност всеки джоб на пространството е изпълнен с безкрайни вибрации в квантов мащаб, които, ако им се даде достатъчно енергия, могат спонтанно да експлодират в двойки частица-античастица, които се унищожават почти веднага. И всяка частица, независимо дали е материя или светлина, е просто локализирано възбуждане на това квантово поле.
През 1974 г. Стивън Хокинг прогнозира, че екстремната гравитационна сила, усещана в краищата на черните дупки, техните хоризонти на събитията, също ще създаде виртуални частици.
Гравитацията, според общата теория на относителността на Айнщайн, изкривява пространство-времето, така че квантовите полета стават по-изкривени, колкото повече се приближават до огромното гравитационно привличане на сингулярността на черната дупка. Поради несигурността и странността на квантовата механика, това изкривява квантовото поле, създавайки неправилни джобове с неравномерно движение на времето и последващи изблици на енергия в цялото поле. Именно тези енергийни несъответствия карат виртуалните частици да се появяват от привидно нищо в краищата на черните дупки.
Подобно на ефекта на Хокинг, ефектът на Унру също създава виртуални частици чрез странно сливане на квантова механика и релативистични ефекти, предсказани от Айнщайн.
За да тестват ефекта на Unruh, учените планират да построят лабораторен ускорител на частици, който ще ускори електрон до скоростта на светлината, като го облъчи с микровълнов лъч. Ако успеят да открият ефекта, те планират да проведат експерименти с него, особено такива, които ще им позволят да изследват възможните връзки между теорията на относителността на Айнщайн и квантовата механика.
„Общата теория на относителността и теорията на квантовата механика в момента все още се различават донякъде, но трябва да има обединяваща теория, която описва как всичко работи във Вселената“, каза съавторът Ахим Кемпф, професор по приложна математика в университета Ватерло. „Търсихме начин да обединим тези две големи теории и тази работа ни помага да го направим, като отваря възможности за тестване на нови теории, базирани на експерименти.“.
Можете да помогнете на Украйна да се бори срещу руските нашественици. Най-добрият начин да направите това е да дарите средства на въоръжените сили на Украйна чрез Savelife или през официалната страница НБУ.
Прочетете също: