스티븐 호킹이 옳았습니다: 블랙홀이 증발할 수 있다는 이상한 새로운 연구 결과가 나왔습니다.

1974년 스티븐 호킹은 그의 가장 유명한 예측 중 하나를 내놓았습니다. 블랙홀은 결국 완전히 증발할 것이라는 예측이었습니다.

호킹의 이론에 따르면 블랙홀은 완벽하게 '검은' 것은 아니지만 실제로 입자를 방출합니다. 호킹은 이 방사선이 결국 블랙홀에서 충분한 에너지와 질량을 흡수하여 블랙홀을 사라지게 할 것이라고 믿고 있습니다. 이 이론은 옳다고 널리 믿어졌지만 한때 증명하는 것은 거의 불가능하다고 생각되었습니다.

그러나 처음으로 물리학자들은 적어도 실험실에서 이 파악하기 어려운 호킹 복사를 입증했습니다. 호킹 방사선은 너무 약해서 현재의 장비로 우주에서 감지할 수 없지만 물리학자들은 이제 이 방사선이 우주에서 가장 차갑고 이상한 물질에 의해 생성된 검은 음파와 구멍에 의해 시뮬레이션된다는 것을 확인했습니다. [당신을 놀라게 할 블랙홀에 대한 9가지 생각] 입자에 대하여

블랙홀은 빛의 속도로 이동하는 광자조차도 빠져나올 수 없을 만큼 강력한 중력을 발휘합니다. 우주의 진공은 일반적으로 비어 있는 것으로 생각되지만, 양자 역학의 불확실성으로 인해 진공은 물질-반물질 쌍 내부 및 외부에 존재하는 가상 입자로 채워져 있습니다. (반물질 입자는 물질 입자와 질량은 같지만 전하가 반대입니다.)

일반적으로 한 쌍의 가상 입자가 나타나면 즉시 서로 소멸됩니다. 그러나 블랙홀 옆에서는 극도의 중력이 입자를 잡아당겨 입자 하나는 블랙홀에 흡수되고 다른 입자는 우주로 발사됩니다. 흡수된 입자는 음의 에너지를 가지므로 블랙홀의 에너지와 질량이 감소합니다. 이러한 가상 입자를 충분히 삼키면 블랙홀은 결국 증발합니다. 빠져나가는 입자를 호킹복사라고 합니다.

이 방사선은 너무 약해서 현재 우주에서 관찰할 수 없지만 물리학자들은 실험실에서 이를 측정할 수 있는 매우 창의적인 방법을 고안했습니다. 폭포 사건의 지평선

하이파에 있는 Technion-Israel Institute of Technology의 물리학자 Jeff Steinhauer와 그의 동료들은 보스-아인슈타인 응축수라고 불리는 극도로 차가운 가스를 사용하여 블랙홀을 시뮬레이션했습니다. 그 무엇도 벗어날 수 없습니다. 흐르는 가스 흐름에 절벽을 배치하여 가스의 "폭포"를 만들었습니다. 가스가 폭포 위로 흐르면서 충분한 위치 에너지를 운동 에너지로 변환하여 음속보다 빠르게 흐릅니다.

물질과 반물질 입자 대신 연구원들은 공기 흐름에서 포논 쌍, 즉 양자 음파를 사용했습니다. Live Science와의 인터뷰에서 Steinhauer는 느린 쪽의 포논은 폭포에서 상류로 이동할 수 있지만 빠른 쪽의 포논은 초음속 가스의 "블랙홀"에 갇혀 있을 수 없으며 갇혀 있다고 말했습니다.

"물류에 맞서 헤엄치려고 하는 것과 같고 물살은 당신이 헤엄칠 수 있는 것보다 더 빠르게 움직입니다." 앞으로 나아가는 것처럼 느껴지겠지만 실제로는 뒤로 가고 있는 것입니다. 이는 블랙홀 속 광자가 블랙홀에서 나오려고 하지만 중력에 의해 잘못된 방향으로 끌려가는 것과 같습니다.

호킹은 방출된 입자에서 나오는 방사선이 파장과 에너지의 연속적인 스펙트럼에 있을 것이라고 예측했습니다. 그는 또한 블랙홀의 질량에만 의존하는 단일 온도로 설명할 수 있다고 말했습니다. Université Paris-Sude 물리학 연구소의 이론 물리학자인 Renault Parentany는 Live Science와의 인터뷰에서 최근 실험을 통해 음파 블랙홀에 대한 두 가지 예측이 모두 확인되었다고 말했습니다. Parentani는 또한 시뮬레이션된 블랙홀을 연구하지만 이론적 관점에서 볼 때 새로운 연구에는 참여하지 않았습니다. 현재 차가운 원자를 사용하여 블랙홀을 탐지하는 물리학 분야의 세계 최고의 전문가인 Jeff Steinhauer는 "이것은 매우 정밀한 실험입니다. 실험적 관점에서 보면 이번 연구는 특히 긴 과정의 한 단계"라고 말했습니다. 그러나 이 연구는 호킹의 예측의 또 다른 중요한 측면인 포논 쌍이 서로 관련되어 있다는 것을 보여주지 못했습니다. "이 이야기는 계속될 것입니다."라고 Parentani는 말했습니다. 물리학의 미스터리

원래 Live Science에 출판됨