Epski sudar između dvije neutronske zvijezde u 2017. godini zaista je naučni dar, nastavljajući informirati naučnike.
Kada su se zvijezde stopile, gravitacijski talasi su se širili cijelim svemirom; Sada odjeci ovog događaja mogu podržati dugogodišnju hipotezu o crnoj rupi.
Astronomi koji proučavaju podatke gravitacionih valova vjeruju da su pronašli dokaze o odjecima – nešto što bi se moglo dogoditi samo u prisustvu 'kvantnog zamagljenja' stvorenog Hawkingovim zračenjem.
“Prema Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti, ništa ne može pobjeći od gravitacije crne rupe kada prođe točku povratka koja je poznata kao horizont događaja”, rekao je astronom i fizičar Nyaesh Afshordi sa Univerziteta Waterloo u Kanadi.
“To je dugo bilo razumijevanje naučnika, sve dok Stephen Hawking nije koristio kvantnu mehaniku da predvidi da će kvantne čestice polako istjecati iz crnih rupa, koje danas nazivamo Hawkingovim zračenjem.”
Najpoznatije svojstvo crnih rupa je njihova ekstremna gravitaciona sila. Toliko je intenzivan da je u općenitoj relativnosti, kada nešto pređe tačku koja se naziva horizontom događaja, nemoguće pobjeći natrag. Ni najbrža stvar u svemiru – elektromagnetsko zračenje – ne može pobjeći.
Ali kvantna mehanika može objasniti detalje svemira na načine na koje to opšta relativnost ne može; prema Hawkingovoj ideji iz 1974, crna rupa nešto emitira kada dodate kvantnu mehaniku. Ovo je teoretska vrsta elektromagnetskog zračenja, koja se naziva Hawkingova radijacija.
Ovo teoretsko zračenje slično je spektru svjetlosti koju emitiraju zagrijani predmeti poštujući pravila zračenja crnog tijela, samo što u ovom slučaju izuzetno velika masa crne rupe izaziva valove ultra niske energije.
Postojanje ovog zračenja značilo bi da crne rupe polako isparavaju, rješavajući paradoks informacija o crnoj rupi; ali baš kao i gravitacioni talasi, zračenje je i dalje preslabo da bi se moglo detektovati.
Modeli crnih rupa definitivno pokazuju da je Hawkingovo zračenje stvarno. Ali gravitacijski talasi to mogu promijeniti. Jer ako je Hawkingova radijacija stvarna, mora postojati kvantni „paperje“ oko horizonta događaja crne rupe; i ovaj paperje bi trebao uzrokovati gravitacijske valove.
“Znanstvenici nisu mogli eksperimentalno utvrditi je li koja materija izlazila iz crnih rupa sve do najnovijeg otkrivanja gravitacijskih valova”, rekao je Afshordi.
'Ako kvantni paperj odgovoran za Hawkingovo zračenje postoji oko crnih rupa, gravitacijski talasi mogu se odbiti od njega, stvarajući manje signale gravitacionog vala nakon glavnog gravitacijskog sudara, slično ponavljanju odjeka.'
To su Afshordi i njegov kolega, kozmolog Jahed Abedi sa Instituta za gravitacionu fiziku. Max Planck u Njemačkoj, uspjeli su otkriti iz gravitacijskih podataka. Rezultati su u skladu sa simuliranim odjekom predviđenim modelima nejasnih crnih rupa koje emitiraju Hawkingovo zračenje.
U stvari, sasvim je moguće da naši instrumenti još uvijek nisu dovoljno osjetljivi da otkriju Hawkingovo zračenje. A Afshordi priznaje da bi signal koji je tim pronašao zapravo mogao biti samo šum podataka.
Da biste to saznali, morate potražiti slične signale u drugim skupovima podataka gravitacijskog vala.
“Sad kad naučnici znaju šta tražimo, možemo potražiti još primjera i dobiti mnogo pouzdaniju potvrdu ovih signala,” rekao je Afshordi.
“Takva potvrda bila bi prva direktna studija kvantne strukture svemirskog vremena.”
Studija je objavljena u časopisu Cosmology and Astroparticle Physics.
Izvori: Fotografija: physics.ucsb.edu/ Mondolithic Studios putem Scientific American-a
