Ogólna teoria względności zakłada, że grawitacja funkcjonuje w formie ciągłego pola znanego jako czasoprzestrzeń. Z kolei w myśl założeń mechaniki kwantowej zachowanie cząstek można opisać za pomocą matematyki prawdopodobieństwa. Jeśli teoria kwantowej grawitacji ma mieć jakikolwiek sens, to założenia obu teorii trzeba ze sobą pogodzić. O próbach dokonania tego naukowcy piszą w Physical Review Research.
Czytaj też: James Webb obserwuje szczątki rozerwanej gwiazdy. Fascynująca pozostałość po supernowej
Czarne dziury mogą okazać się kluczem do ogłoszenia sukcesu w tej sprawie. Obiekty te mają tak silne przyciąganie grawitacyjne, że w pewnej odległości od nich nie może przed nim uciec nawet światło. Oczywiście im większa masa czarnej dziury, tym większy jest ten obszar, zwany horyzontem zdarzeń. Wydawałoby się, że znalezienie się w jego obrębie prowadzi do całkowitego usunięcia informacji, choć w 1974 roku Stephen Hawking stwierdził że niekoniecznie musi się tak dziać.
Słynny naukowiec ogłosił wtedy hipotezę, w myśl której po czarnych dziurach mogłoby pozostawać promieniowanie bardzo podobne do cieplnego. Nazwane promieniowaniem Hawkinga, byłoby zbyt słabe, aby ludzie byli w stanie je wykryć. Być może da się jednak obrać nieco okrężną drogę prowadzącą do uzyskania odpowiedzi na postawione pytania. Mogłyby ją wytyczać analogi czarnych dziur powstające w warunkach laboratoryjnych.
Analog czarnej dziury miał posłużyć do wyjaśnienia aspektów związanych z promieniowaniem Hawkinga
Lotte Mertens z Uniwersytetu w Amsterdamie stanęła na czele zespołu, który postanowił tego dokonać. O wynikach wysiłków naukowców możemy przeczytać w ich pracy badawczej. Jak wyjaśniają autorzy, jednowymiarowy łańcuch atomów posłużył za ścieżkę dla elektronów, które przeskakiwały z jednej pozycji do drugiej. Wprowadzając pewne modyfikacje, naukowcy byli w stanie stworzyć odpowiednik horyzontu zdarzeń, który zakłóca falową naturę elektronów.
To z kolei doprowadziło do sytuacji, w której wzrost temperatury odpowiadał teoretycznym oczekiwaniom równoważnego układu czarnych dziur. Miało to miejsce wyłącznie w sytuacji, w której część łańcucha rozciągała się poza horyzont zdarzeń. Jaki z tego wniosek? Być może splątanie cząstek znajdujących się poza horyzontem zdarzeń stanowi klucz do powstawania promieniowania Hawkinga.
Czytaj też: Najodleglejsze galaktyki, jakie kiedykolwiek widział człowiek. James Webb przekracza granice
Jednocześnie członkowie zespołu sugerują, jakoby promieniowanie Hawkinga mogło być termiczne tylko w ściśle określonych warunkach. Ich zdaniem dotychczas zebrane informacje mogą otworzyć drogę do zbadania fundamentalnych aspektów kwantowo-mechanicznych obok grawitacji i zakrzywionych czasoprzestrzeni w różnych układach materii skondensowanej. Ile tajemnic ma jeszcze przed nami wszechświat?