Epická zrážka dvoch neutrónových hviezd v roku 2017 je skutočne vedeckým darom, ktorý naďalej informuje vedcov.
Keď sa hviezdy spojili, gravitačné vlny sa rozšírili po celom vesmíre; Ozveny tejto udalosti teraz môžu podporiť dlhodobú hypotézu čiernych dier.
Astronómovia, ktorí študujú údaje o gravitačných vlnách, sa domnievajú, že našli dôkazy o ozvenách – niečo, čo by sa mohlo stať iba za prítomnosti „kvantového fuzzu“ vytvoreného Hawkingovým žiarením.
„Podľa Einsteinovej všeobecnej teórie relativity nemôže nič uniknúť z gravitácie čiernej diery, keď prekoná bod bez návratu známy ako horizont udalostí,“ uviedol astronóm a fyzik Nyaesh Afshordi z University of Waterloo v Kanade.
„Vedci to chápali dlho, kým Stephen Hawking pomocou kvantovej mechaniky predpovedal, že kvantové častice pomaly vytekajú z čiernych dier, ktoré dnes nazývame Hawkingovým žiarením.“
Najznámejšou vlastnosťou čiernych dier je ich extrémna gravitačná sila. Je to také intenzívne, že všeobecne platí, že keď niečo prekoná bod zvaný horizont udalostí, je nemožné uniknúť späť. Ani najrýchlejšia vec vo vesmíre – elektromagnetické žiarenie – nemôže uniknúť.
Ale kvantová mechanika môže vysvetliť podrobnosti vesmíru tak, ako to nedokáže všeobecná relativita; podľa Hawkingovej myšlienky, predloženej v roku 1974, čierna diera niečo vydá, keď k tomu pridáte kvantovú mechaniku. Jedná sa o teoretický typ elektromagnetického žiarenia, ktorý sa nazýva Hawkingovo žiarenie.
Toto teoretické žiarenie je podobné spektru svetla vyžarovaného ohrievanými objektmi, ktoré sa riadia pravidlami žiarenia čierneho telesa. Iba v tomto prípade však veľmi ťažká hmota čiernej diery spôsobí vyžarovanie vĺn veľmi nízkej energie.
Existencia tohto žiarenia by znamenala, že čierne diery sa pomaly vyparujú, čo by vyriešilo informačný paradox o čiernej diere; ale rovnako ako gravitačné vlny, aj žiarenie je stále príliš slabé na to, aby sa dalo zistiť.
Modely čiernych dier určite ukazujú, že Hawkingovo žiarenie je skutočné. Gravitačné vlny to však môžu zmeniť. Pretože ak je Hawkingovo žiarenie skutočné, musí byť okolo horizontu udalostí čiernej diery kvantový „páperie“; a táto páperie by mala spôsobiť gravitačné vlny.
„Vedci neboli schopní experimentálne určiť, či nejaká hmota uniká z čiernych dier, až do najnovšej detekcie gravitačných vĺn,“ uviedol Afshordi.
„Ak existuje kvantová chumáčik zodpovedný za Hawkingovo žiarenie okolo čiernych dier, môžu sa od nej odraziť gravitačné vlny, ktoré vytvárajú menšie gravitačné vlnové signály po hlavnej udalosti gravitačnej kolízie, ako sú opakujúce sa ozveny.“
To je to, čo Afshordi a jeho kolega, kozmológ Jahed Abedi z Ústavu gravitačnej fyziky. Max Planck v Nemecku boli schopní zistiť z gravitačných údajov. Ich výsledky sú v súlade so simulovanou ozvenou predpovedanou modelmi fuzzy čiernych dier emitujúcich Hawkingovo žiarenie.
V skutočnosti je dosť možné, že naše prístroje stále nie sú dostatočne citlivé na to, aby zistili Hawkingovo žiarenie. A Afshordi pripúšťa, že signál, ktorý tím našiel, môže byť v skutočnosti iba šumom v dátach.
Aby ste na to prišli, musíte hľadať podobné signály v iných súboroch údajov o gravitačných vlnách.
„Teraz, keď vedci vedia, čo hľadáme, môžeme hľadať ďalšie príklady a získať oveľa spoľahlivejšie potvrdenie týchto signálov,“ uviedol Afshordi.
„Takéto potvrdenie by bolo prvou priamou štúdiou kvantovej štruktúry časopriestoru.“
Štúdia bola publikovaná v časopise Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Zdroje: Foto: physics.ucsb.edu/ Mondolithic Studios via Scientific American
