वैज्ञानिकों ने स्टीफन हॉकिंग के सबसे प्रसिद्ध सिद्धांतों में से एक का परीक्षण करने के लिए एक लैब-विकसित ब्लैक होल एनालॉग बनाया है – और यह उसी तरह व्यवहार करता है जैसा उन्होंने भविष्यवाणी की थी।
ब्लैक होल के घटना क्षितिज का अनुकरण करने के लिए परमाणुओं की एकल-फ़ाइल श्रृंखला का उपयोग करके बनाए गए प्रयोग ने हॉकिंग के सिद्धांत के लिए और सबूत जोड़े हैं कि ब्लैक होल को आभासी कणों से विकिरण की एक बेहोशी चमक का उत्सर्जन करना चाहिए जो बेतरतीब ढंग से अपनी सीमाओं के पास अस्तित्व में आते हैं। . क्या अधिक है, शोधकर्ताओं ने पाया कि अधिकांश प्रकाश कण, या फोटॉन, ब्रह्मांडीय राक्षसों के किनारों के आसपास उत्पन्न होने चाहिए। टीम ने जर्नल में 8 नवंबर को अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए भौतिक समीक्षा अनुसंधान.
क्वांटम फील्ड थ्योरी के अनुसार, खाली वैक्यूम जैसी कोई चीज नहीं होती है। अंतरिक्ष इसके बजाय छोटे कंपन से भरा हुआ है, यदि पर्याप्त ऊर्जा के साथ, बेतरतीब ढंग से आभासी कणों में फट जाता है – कण-प्रतिपक्षी जोड़े जो प्रकाश का उत्पादन करते हुए लगभग तुरंत एक दूसरे को नष्ट कर देते हैं। 1974 में, स्टीफन हॉकिंग ने भविष्यवाणी की थी कि अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण बल ब्लैक होल के मुहाने पर महसूस होता है – उनके घटना क्षितिज – इस तरह फोटॉन को अस्तित्व में लाएंगे। गुरुत्वाकर्षण, आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, विकृत करता है अंतरिक्ष समयताकि क्वांटम क्षेत्र और अधिक विकृत हो जाएं क्योंकि वे a के विशाल गुरुत्वाकर्षण के करीब पहुंच जाते हैं ब्लैक होल की विलक्षणता.
क्वांटम यांत्रिकी की अनिश्चितता और अजीबता के कारण, यह ताना-बाना अलग-अलग गतिमान समय के असमान पॉकेट बनाता है और पूरे क्षेत्र में ऊर्जा के बाद के स्पाइक्स बनाता है। यह ये ऊर्जा बेमेल हैं जो आभासी कणों को बाहर निकालते हैं जो कि कुछ भी नहीं प्रतीत होता है ब्लैक होल्सहॉकिंग विकिरण नामक एक फीकी चमक उत्पन्न करने के लिए खुद को नष्ट करने से पहले।
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भौतिक विज्ञानी हॉकिंग की भविष्यवाणी में रुचि रखते हैं क्योंकि यह भौतिकी के दो भव्य लेकिन वर्तमान में अप्रासंगिक सिद्धांतों की चरम सीमा पर बना है: आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता का सिद्धांतजो बड़ी वस्तुओं की दुनिया का वर्णन करता है, और क्वांटम यांत्रिकीजो सबसे छोटे कणों के अजीब व्यवहार का विवरण देता है।
लेकिन परिकल्पित प्रकाश का प्रत्यक्ष रूप से पता लगाना कुछ ऐसा है जिसकी खगोल भौतिकीविदों को कभी भी उपलब्धि होने की संभावना नहीं है। सबसे पहले, एक ब्लैक होल की यात्रा करके दोनों के लिए काफी चुनौतियाँ हैं – निकटतम ज्ञात पृथ्वी से 1,566 प्रकाश वर्ष – और, एक बार वहाँ, अपने विशाल गुरुत्वाकर्षण खिंचाव द्वारा चूसा और स्पेगेटीफाई नहीं किया जा रहा है। दूसरे, ब्लैक होल के आसपास अस्तित्व में आने वाले हॉकिंग फोटोन की संख्या को बहुत कम माना जाता है; और ज्यादातर मामलों में अन्य प्रकाश-उत्पादक प्रभावों से डूब जाएंगे, जैसे कि उच्च-ऊर्जा एक्स-रे ब्लैक होल के अवक्षेप के चारों ओर घूमने वाले पदार्थ से निकलती हैं।
वास्तविक ब्लैक होल की अनुपस्थिति में, भौतिकविदों ने प्रयोगों में हॉकिंग विकिरण की तलाश शुरू कर दी है जो उनकी चरम स्थितियों का अनुकरण करता है। 2021 में, वैज्ञानिकों ने 8,000 सुपरकूल्ड, लेसर-सीमित तत्वों रूबिडियम, एक नरम धातु, की एक आयामी पंक्ति का उपयोग किया आभासी कण बनाएँ श्रृंखला के साथ तरंग जैसी उत्तेजनाओं के रूप में।
अब, एक और परमाणु-श्रृंखला प्रयोग ने इसी तरह की उपलब्धि हासिल की है, इस बार जिस पर आसानी से ट्यूनिंग की जा रही है इलेक्ट्रॉनों लाइन में एक परमाणु से अगले तक छलांग लगा सकता है, ब्लैक होल के स्पेस-टाइम वारपिंग इवेंट क्षितिज का सिंथेटिक संस्करण बना सकता है। इस श्रृंखला को ट्यून करने के बाद ताकि इसका हिस्सा सिम्युलेटेड घटना क्षितिज पर गिर जाए, शोधकर्ताओं ने श्रृंखला में तापमान में एक स्पाइक दर्ज किया – एक परिणाम जिसने नकल की अवरक्त विकिरण ब्लैक होल के आसपास निर्मित। खोज से पता चलता है कि हॉकिंग विकिरण एक घटना क्षितिज के दोनों ओर स्थित कणों के बीच क्वांटम उलझाव के प्रभाव के रूप में उभर सकता है।
दिलचस्प बात यह है कि प्रभाव केवल तभी सामने आया जब हॉप्स का आयाम फ्लैट स्पेस-टाइम के कुछ सेट कॉन्फ़िगरेशन से एक विकृत एक में परिवर्तित हो गया – यह सुझाव देते हुए कि हॉकिंग विकिरण को उत्पन्न होने वाले स्पेस-टाइम के विशिष्ट ऊर्जा कॉन्फ़िगरेशन में बदलाव की आवश्यकता होती है। चूंकि ब्लैक होल द्वारा उत्पन्न शक्तिशाली गुरुत्व विकृतियां मॉडल से अनुपस्थित हैं, क्वांटम गुरुत्व के सिद्धांत और प्राकृतिक रूप से उत्पादित वास्तविक हॉकिंग विकिरण के लिए इसका क्या मतलब है, यह स्पष्ट नहीं है, लेकिन फिर भी यह पहले से अस्पष्टीकृत भौतिकी पर एक आकर्षक झलक प्रदान करता है।