Akustická černá díra

M. Tůma  |  Vesmír
černá díra

Zřejmě není ve vesmíru tajemnější a exotičtější objekt, než je černá díra nebo též singularita. Je to zbytek po velmi hmotné hvězdě, který je tak těžký, že pádová rychlost překračuje rychlost světla a z nějž do vesmíru nemůže uniknout vůbec nic. Obří černá díra je uprostřed naší galaxie a její gravitace naši galaxii drží pohromadě. Dokonce jedna z divokých teorií o temné hmotě spekuluje o hradbě černých děr kolem galaxií jako je ta naše.

Stephen Hawking ale přišel s teorií, která popisuje kvantové vypařování singularity. Vakuum podle kvantové mechaniky není prázdné, ale obsahuje nekonečně mnoho virtuálních páru částice a antičástice, které se mohou zhmotnit a vzájemnou reakcí opět zanihilovat. Ale blízko černé díry se může stát, že jedna z částic je stržena dovnitř singularity a druhá může uletět do vesmíru a odnést sebou trochu energie z černé díry.

Pochopitelně černou díru si žádný fyzik neprohlédne jinak, než teleskopem. Ale existuje alternativa. V Bose-Einsteinově kondenzátu (BEC), velmi zvláštním stavu hluboce podchlazeného řídkého plynu, se zvuk chová podobně jako světlo v gravitačním poli. A místo fotonů se zde pracuje s phonony, s kvanty vibrací. Vědcům z Israel Institute of Technology, v Haifě se povedlo v BEC vytvořit ekvivalent černé díry – souvislý supersonický tok molekul plynu.

Zvukové vlny, které se setkají s tímto proudem jsou jím pohlceny, protože by potřebovali rychlost větší než je rychlost zvuku, aby se z tohoto proudu mohly vymanit. Rozhraní mezi proudem a okolím pak je ekvivalentem horizontu události. Nyní je možno provádět pokusy, kvantová fyzika předpovídá tvorbu phononu a antiphononu s možností prokázat na nich ekvivalent toku hmoty z černé díry. Přestože nepůjde o průkazné potvrzení nebo vyvrácení Hawkingově teorie, bude to velmi významný krok.

Zdroj: A sonic black hole in a density-inverted Bose-Einstein Condensate, O. Lahav, A. Itah, A. Blumkin, C. Gordon, and J. Steinhauer, Technion – Israel Institute of Technology, Haifa, Israel, http://arxiv.org/…906.1337.pdf

Nejčtenější