การวัดอุณหภูมิของหลุมดำเป็นงานที่ดูเหมือนเป็นไปไม่ได้ เว็บตรงแต่ตอนนี้ นักฟิสิกส์รายงานสิ่งที่ดีที่สุดต่อไป พวกเขาวัดอุณหภูมิของหลุมดำโซนิคที่สร้างจากห้องแล็บ ซึ่งดักจับเสียงแทนแสงหากผลลัพธ์ยังคงอยู่ มันจะยืนยันการทำนายของนักจักรวาลวิทยา สตีเฟน ฮอว์คิง ซึ่งเป็นคนแรกที่เสนอความจริงที่น่าประหลาดใจเกี่ยวกับหลุมดำ: พวกมันไม่ใช่หลุมดำอย่างแท้จริง แทนที่จะเป็นอย่างนั้น กระแสอนุภาคขนาดค่อนข้างเล็กจะไหลออกจากขอบหลุมดำแต่ละหลุมที่อุณหภูมิที่ขึ้นอยู่กับขนาดของหลุมดำ รังสี
ฮอว์คิงนั้นจางเกินกว่าจะสังเกตได้ในหลุมดำจริง
แต่นักฟิสิกส์พบร่องรอยของการแผ่รังสีที่คล้ายกันจากแอนะล็อกของหลุมดำที่สร้างขึ้นในห้องทดลอง ( SN: 12/18/10, p. 28 ) ในการศึกษาครั้งใหม่นี้อุณหภูมิของหลุมดำโซนิคสอดคล้องกับสิ่งที่ทำนายโดยทฤษฎีของฮอว์คิง ทีมรายงานในวันที่ 30 พฤษภาคมธรรมชาติ
นักฟิสิกส์ Ulf Leonhardt จากสถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ในเมือง Rehovot ประเทศอิสราเอลกล่าวว่า “นี่เป็นก้าวที่สำคัญมาก” ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว “มันใหม่ในด้านทั้งหมด ไม่มีใครเคยทำการทดลองแบบนี้มาก่อน”
ในการผลิตหลุมดำที่มีเสียงโซนิค นักวิจัยได้ใช้อะตอมรูบิเดียมเย็นจัด แช่เย็นจนอยู่ในสถานะที่เรียกว่าคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ และทำให้พวกมันไหล ซึ่งคล้ายกับแสงดักจับแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ อะตอมที่ไหลจะป้องกันคลื่นเสียงไม่ให้หลบหนี เหมือนกับการพายเรือคายัคกับกระแสน้ำที่แรงเกินกว่าจะเอาชนะได้ การทดลองก่อนหน้านี้กับการตั้งค่านี้แสดงสัญญาณของรังสีฮอว์คิงแต่ยังไม่สามารถวัดอุณหภูมิได้ ( SN: 11/15/14, p. 14 )
รังสีของฮอว์คิงมาจากอนุภาคควอนตัมคู่หนึ่งที่ปรากฏขึ้นทุกหนทุกแห่งตลอดเวลา
แม้แต่ในที่ว่าง โดยปกติอนุภาคเหล่านั้นจะทำลายล้างซึ่งกันและกันทันที แต่ที่ขอบหลุมดำ ถ้าอนุภาคหนึ่งตกลงไป อีกอนุภาคหนึ่งอาจหลบหนี ส่งผลให้เกิดรังสีฮอว์คิง ในหลุมดำโซนิค สถานการณ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้น: คลื่นเสียงคู่ที่เรียกว่าโฟนอนสามารถปรากฏขึ้นได้ โดยที่ตัวหนึ่งตกลงมาและอีกตัวหนึ่งหลุดออกมา
การวัดโฟนอนที่หลุดรอดออกมาและส่วนที่ตกลงมานั้นทำให้นักวิจัยประเมินอุณหภูมิได้ 0.35 พันล้านเคลวิน “เราพบข้อตกลงที่ดีมากกับการทำนายทฤษฎีของ Hawking” Jeff Steinhauer นักฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยี Technion-Israel ในไฮฟากล่าว
Jeff Steinhauer
นักฟิสิกส์ ของ CHASM CREATOR Jeff Steinhauer และเพื่อนร่วมงานได้สร้างหลุมดำโซนิคในห้องแล็บ (แสดงการตั้งค่าทดลอง) เพื่อศึกษารังสีฮอว์คิง
TECHNION-สถาบันเทคโนโลยีอิสราเอล
ผลลัพธ์ยังสอดคล้องกับคำทำนายของ Hawking ว่ารังสีจะเป็นความร้อน ซึ่งหมายความว่าพลังงานของอนุภาคจะมีการกระจายเช่นเดียวกับแสงที่เปล่งออกมาจากวัตถุอุ่น เช่น แสงสีแดงของเตาไฟฟ้าร้อน
หลังจากที่ฮอว์คิงเสนอทฤษฎีของเขา สมบัติทางความร้อนที่ทำนายไว้ของรังสีนี้ทำให้เกิดปริศนาที่เรียกว่าความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดำ ในกลศาสตร์ควอนตัม ข้อมูลไม่มีวันถูกทำลาย แต่อนุภาคที่หลุดออกมาจากหลุมดำจะค่อยๆ ดูดกลืนมวลของยักษ์นั้นไป และเมื่อเวลาผ่านไปนาน หลุมดำก็จะหดตัวลงสู่ความว่างเปล่า
นั่นหมายความว่าข้อมูลที่ตกลงไปในหลุมดำ (ในรูปของอนุภาค สารานุกรม หรืออย่างอื่น) จะไม่ถูกเก็บอยู่ในนั้นอีกต่อไป และถ้าการแผ่รังสีของฮอว์คิงเป็นความร้อน อนุภาคที่หลบหนีก็ไม่สามารถเอาข้อมูลไปได้ นั่นเป็นเพราะว่าอนุภาคที่ปล่อยออกมานั้นแยกไม่ออกจากอนุภาคที่แผ่ออกมาจากวัตถุธรรมดาที่มีอุณหภูมิที่กำหนด หรือแม้แต่จากหลุมดำอื่นที่มีมวลเท่ากัน นั่นแสดงให้เห็นว่าข้อมูลอาจสูญหายได้เมื่อหลุมดำระเหยออกไป ซึ่งเป็นการละเมิดกลศาสตร์ควอนตัม
ไม่ชัดเจนว่าการศึกษาใหม่นี้สามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์แก้ไขความขัดแย้งของข้อมูลได้หรือไม่ การแก้ปัญหาอาจจะต้องการทฤษฎีใหม่ที่รวมแรงโน้มถ่วงและกลศาสตร์ควอนตัมเข้าเป็นทฤษฎีใหม่ของแรงโน้มถ่วงควอนตัม ซึ่งเป็นงานที่เป็นหนึ่งในปัญหาที่โดดเด่นที่สุดในฟิสิกส์ แต่ทฤษฎีนั้นใช้ไม่ได้กับหลุมดำโซนิค เนื่องจากไม่ได้เกิดจากแรงโน้มถ่วง “การแก้ปัญหาความขัดแย้งของข้อมูลอยู่ในฟิสิกส์ของหลุมดำจริง ไม่ใช่ในฟิสิกส์ของหลุมดำแอนะล็อก” Steinhauer กล่าวเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
