Črne luknje Masa nevtronske zvezde ne more preseči trikratne mase Sonca. Ko se sesede masivnejša zvezda, lahko nastane črna luknja, v kateri je gravitacijsko polje tako močno, da niti svetloba ne more uiti. Predpostavlja se, da je snov v črni luknji

Poglavje 8. Črne luknje - pošasti vesolja Skrivnostne "vrzeli" V zadnjih desetletjih dvajsetega stoletja so astronomi odkrili veliko neverjetnih objektov v ogromnih prostranstvih vesolja. To so pulzarji, kvazarji in nevtronske zvezde. Ampak verjetno najbolj

Nenavaden svet črne luknje Ko so ugotovili, kako črna luknja nastane, poskušajo astrofiziki pogledati tudi v notranjost te vesoljske pošasti. In uspelo jim je dobiti nekaj informacij. Seveda so s pomočjo teoretičnih modelov raziskovalci ugotovili, da črna luknja

Ali obstajajo bele luknje v vesolju? Tisti, ki vsaj malo poznajo Einsteinovo teorijo relativnosti, vedo, da so njene enačbe uporabne, ko je čas usmerjen tako naprej, v prihodnost, kot nazaj, v preteklost. In čeprav je v razumevanju fizikov koncept »toka časa« je izraz

Ali bele luknje obstajajo? V vrtečih se supermasivnih črnih luknjah, menijo nekateri astrofiziki, nastane na videz neopazna razpoka – tunel, ki vodi v tako imenovano belo luknjo. V tisti črni luknji, ki raste sredi Mlečne ceste, tudi ona

Neurejeni prizori in črne luknje Moja največja težava je, da lahko začnem pisati na kartice ne samo dejanske dele zgodbe, ampak še veliko več. To še posebej velja na samem začetku poti, ko gradim ustaljene prizore in dogajanje.

Ozonske luknje Opazovanja sestave zraka potekajo že dolgo, več kot desetletje. In ko se pojavljajo nove metode in metode opazovanja, izvemo vedno več novega, zanimivega in pogosto pomembnega. To so zlasti pokazala satelitska opazovanja

Izhlapevanje črnih lukenj

Izhlapevanje črne luknje- kvantni proces. Dejstvo je, da koncept črne luknje kot objekta, ki ne oddaja ničesar, ampak lahko samo absorbira snov, velja, dokler se ne upoštevajo kvantni učinki. V kvantni mehaniki je zahvaljujoč tuneliranju mogoče premagati potencialne ovire, ki so nepremostljive za nekvantni sistem. Trditev, da je končno stanje črne luknje stacionarno, drži le v okviru navadne, ne kvantne teorije gravitacije. Kvantni učinki vodijo do dejstva, da bi morala črna luknja dejansko nenehno sevati in pri tem izgubljati svojo energijo.

V primeru črne luknje je situacija videti takole. V kvantni teoriji polja je fizični vakuum napolnjen z nenehno pojavljajočimi se in izginjajočimi fluktuacijami različnih polj (lahko bi rekli »virtualnih delcev«). V polju zunanjih sil se dinamika teh nihanj spreminja in če so sile dovolj močne, se pari delec-antidelec lahko rodijo neposredno iz vakuuma. Takšni procesi se dogajajo tudi blizu (a še vedno zunaj) obzorja dogodkov črne luknje. V tem primeru je možen primer, ko se skupna energija antidelca izkaže za negativno, celotna energija delca pa za pozitivno. Ob padcu v črno luknjo antidelec zmanjša svojo skupno energijo mirovanja in s tem svojo maso, medtem ko lahko delec odleti v neskončnost. Za oddaljenega opazovalca je to videti kot sevanje iz črne luknje.

Pri tem ni pomembno samo predvideno dejstvo sevanja, ampak tudi dejstvo, da ima to sevanje toplotni spekter (za brezmasne delce). To pomeni, da lahko sevanje v bližini dogodkovnega horizonta črne luknje povežemo z določeno temperaturo

kje je Planckova konstanta deljena z, c- hitrost svetlobe v vakuumu, k- Boltzmannova konstanta, G- gravitacijska konstanta, in končno, M- masa črne luknje. V tem primeru ni le spekter sevanja (njegova frekvenčna porazdelitev), ampak tudi njegove subtilnejše značilnosti (na primer vse korelacijske funkcije) popolnoma enake kot pri sevanju črnega telesa. Z razvojem teorije je mogoče konstruirati celotno termodinamiko črnih lukenj.

Vendar se ta pristop k črni luknji izkaže za notranje protislovnega in vodi do problema izginotja informacij v črni luknji. Razlog za to je pomanjkanje uspešne teorije kvantne gravitacije. Vse kvantne teorije ne predvidevajo obstoja Hawkingovega sevanja. in ga oporekajo številni raziskovalci

Odkrivanje

Opazovanja bi morala končati razpravo o obstoju učinka, vendar so astronomom poznane temperature črnih lukenj prenizke, da bi sevanje iz njih lahko zaznalo – mase lukenj so prevelike. Zato učinek še ni potrjen z opazovanji.

Glej tudi

Opombe in povezave

Fundacija Wikimedia.

2010.

Oglejte si, kaj je "Hawkingovo sevanje" v drugih slovarjih:

Proces oddajanja in širjenja energije v obliki valov in delcev. V veliki večini primerov sevanje razume kot elektromagnetno sevanje, ki pa ga lahko glede na vire sevanja delimo na toplotno sevanje, ... ... Wikipedia

Unruhov učinek (Unruhovo sevanje) je učinek, ki ga predvideva kvantna teorija polja opazovanja Planckovega sevanja v pospeševalnem referenčnem sistemu v odsotnosti tega sevanja v inercialnem referenčnem sistemu. Z drugimi besedami, pospešeni opazovalec... ... Wikipedia

Hawkingovo sevanje je proces oddajanja različnih elementarnih delcev, predvsem fotonov, iz črne luknje. Zaradi zakona o ohranitvi energije ta proces spremlja zmanjšanje mase črne luknje, to je njeno "izhlapevanje". Predvideno... ... Wikipedia

Ta izraz ima druge pomene, glejte Črna luknja (pomeni). Hubblova slika: aktivna galaksija M87. V jedru galaksije naj bi bila črna luknja. Na sanje ... Wikipedia

Zahteva "Hawking" je preusmerjena sem; glej tudi druge pomene. Stephen William Hawking Stephen William Hawking Datum rojstva: 8. januar 1942 ... Wikipedia Hawking, Stephen William Zahteva "Hawking" preusmeri sem; glej tudi druge pomene. Stephen William Hawking Stephen William Hawking Datum rojstva: 8. januar...

Wikipedia - Ta članek nima povezav do virov informacij. Podatki morajo biti preverljivi, sicer so lahko vprašljivi in ​​izbrisani. Lahko ... Wikipedia

Stephen Hawking je bila ena prvih poljudnoznanstvenih knjig, ki sem jih prebral, in sem jo sovražil. Sovražil sem to, ker nisem razumel. Razočaranost zaradi te knjige je bila eden glavnih razlogov, zakaj sem postal fizik – no, vsaj vem, koga naj za to krivim.

To knjigo sem nehal sovražiti – moram priznati, da je Hawking vzbudil zanimanje širše javnosti za temeljna vprašanja fizike (povezana s črnimi luknjami). Toda tu in tam si še vedno želim udariti po prekleti knjigi. Pa ne zato, ker je ne razumem, ampak zato, ker je prepričala toliko ljudi, da Oni razumej jo.

V tej knjigi je Hawking naslikal elegantno sliko izhlapevanja črne luknje, ki se zdaj pogosto uporablja. Po njegovem mnenju črne luknje izhlapevajo, ker pare virtualnih delcev, ustvarjenih blizu obzorja, raztrgajo sile plimovanja. Eden od delcev konča čez obzorje dogodkov in pade v črno luknjo, drugi pa poleti ven. Zaradi tega črna luknja nenehno oddaja delce na obzorju dogodkov. Je preprosto, intuitivno in popolnoma napačno.

Ta razlaga je preprosta ilustracija in nič drugega. V resnici - ne boste presenečeni - je situacija bolj zapletena.

Pari delcev – kolikor je smiselno govoriti o delcih v kvantni fiziki – niso lokalizirani v prostoru. "Razmazani" so po območju prostora, ki je primerljivo s polmerom črne luknje ( pribl. vozni pas podobno kot se elektron ne giblje po določeni orbiti okoli jedra atoma, saj se nahaja na neki točki, ampak je "razmazan" okoli jedra.). Pari delcev niso videti kot točke, ampak kot oblaki, zamegljeni po vsej črni luknji, in se ločijo le na razdaljah, primerljivih s polmerom črne luknje. Slika, ki jo je Hawking naslikal za nestrokovnjake, ni podprta z nobeno matematiko. V tem je nekaj resnice, vendar ga ne bi smeli jemati preveč resno - lahko postane vir številnih napačnih predstav.

Da je Hawkingova razlaga netočna, ni nič novega – že od zgodnjih 70. let je znano, da Hawkingovo sevanje ne izvira na samem obzorju. Že v učbeniku Birrella in Davisa (1984) je jasno zapisano, da če predpostavimo pojav sevanja na obzorju in upoštevamo proces sevanja v nasprotni časovni smeri: sledimo delcem, ki se od daleč približujejo obzorju dogodkov in s tem povečanje frekvence ("modri premik"), to ne bo zagotovilo pravilnega opisa regije blizu obzorja dogodkov. Pravilen pristop bi bil drugačen: delci iz Hawkingovega para so ob rojstvu »razmazani« in pomešani med seboj, zato lahko o njih govorimo kot o »delcih« le v lokalnem pomenu ( to pomeni lokalni koordinatni sistem z vidika splošne relativnosti, cca.). Poleg tega je treba pošteno upoštevati opazovane količine, kot je tenzor vrtilne količine.

Predpostavka o nastanku parov na določeni razdalji od obzorja dogodkov je bila potrebna za rešitev uganke, ki je begala fizike v 70. in 80. letih. Temperatura sevanja črne luknje je zelo nizka, če jo gledamo od daleč. Da pa to sevanje sploh uide privlačnosti črne luknje, mora imeti na začetku ogromno energije blizu obzorja. In potem bi se opazovalec, ki pade v črno luknjo, spremenil v pepel in šel skozi območje s takšno energijo. To pa krši načelo enakovrednosti, po katerem opazovalec, ki pade v črno luknjo, pri prečkanju obzorja sploh ne bi smel opaziti ničesar nenavadnega.

Da bi rešili to težavo, je treba upoštevati, da sevanje ne more šteti za prihajajoče iz samega obzorja. Če pošteno izračunamo tenzor energije in gibalne količine blizu obzorja, se izkaže, da je precej majhen in tak ostane tudi pri prečkanju obzorja. Pravzaprav je tako majhen, da bi padajoči opazovalec lahko opazil razliko od ravnega prostora le na razdaljah, ki so primerljive s polmerom črne luknje (ki je tudi velikost ukrivljenosti prostora-časa). Potem se vse konvergira in ne pride do kršitve načela enakovrednosti.

[Vem, da se vse to sliši podobno težavi s požarnim zidom, o kateri sem govoril prej, vendar ima nekoliko drugačen učinek. (približno. Problem požarnega zidu nastane, ko upoštevamo prepletenost med oddanim delcem in delcem, ki pade v črno luknjo. Da bi zadostili načelom kvantne mehanike, je treba te korelacije uničiti. Ko so korelacije uničene, se sprosti ogromna energija, ki ustvari "ognjeni zid" na obzorju.) To povzroča različne težave pri računanju blizu obzorja. Zamisel o požarnem zidu je mogoče kritizirati na podlagi tega, da v izvirnem članku o požarnem zidu ni bil izračunan tenzor energije in impulza. Za razliko od drugih menim, da to ni problem.]

Pravi računalniški razlog, zakaj črne luknje oddajajo delce, je ta, da je koncept delca drugačen za različne opazovalce.

Navajeni smo, da je delec z nami ali pa ga ni. Vendar to velja le, dokler se gibljemo enakomerno drug glede na drugega. Če opazovalec (nas) pospeši, se zanj spremeni sama definicija delca. Kar se opazovalcu med enakomernim gibanjem zdi prazen vakuum, se med pospeševanjem izkaže, da je napolnjeno z delci. Ta učinek je poimenovan po Billu Unruhu, ki ga je predlagal skoraj sočasno s Hawkingovo hipotezo o sevanju črne luknje. Sam učinek je za pospeške, ki smo jih vajeni, premajhen in ga nikoli ne opazimo.

Unruhov učinek je tesno povezan s Hawkingovim učinkom izhlapevanja črne luknje. Ko nastanejo črne luknje, snov, ki se sesede v črno luknjo, ustvari dinamičen prostor-čas, ki povzroči pospešek med preteklimi in prihodnjimi opazovalci. Posledično se prostor-čas okoli kolapsirajoče snovi, ki pred nastankom črne luknje ni vseboval delcev, v poznejših fazah kolapsa napolni s toplotnim sevanjem. To pomeni, da je Hawkingovo sevanje isti vakuum, ki je na začetku obkrožal propadajočo snov, ( pribl. tako kot pri Unruhovem učinku je vakuum napolnjen s sevanjem, ko opazovalec pospeši).

To je vir sevanja črnih lukenj: sama definicija delca je odvisna od opazovalca. Ni tako preprosto kot Hawkingova slika, a veliko natančnejše.

Hawkingova slika parov delec-antidelec na obzorju je postala tako neverjetno priljubljena, da zdaj celo nekateri fiziki verjamejo, da se zgodi točno to ( Opomba per. Tudi sama sem pred Sabinino objavo na svojo sramoto razmišljala točno tako). Dejstvo, da modri premik sevanja, če upoštevamo njegovo širjenje nazaj v čas od neskončnosti do obzorja, proizvaja tako ogromno energijo na obzorju, je bilo v literaturi izgubljeno. Na žalost napačno razumevanje povezave med tokom Hawkingovih delcev daleč od črne luknje in blizu obzorja dogodkov vodi do napačnega zaključka, da je ta tok veliko močnejši, kot je v resnici. To je na primer vodilo Mersini-Houghton do napak, ko je izpeljal dokaz, da črne luknje sploh ne obstajajo.

(Opomba per. Nadalje je članek skrajšan zaradi lažjega branja, izvirna objava obravnava knjigo “Spooky action at a distance” in izračune, kjer je izračunana natančna razdalja, na kateri se pojavi Hawkingovo sevanje - več radijev črne luknje - in vir učinek je podrobno obravnavan)

Če me je Hawkingova knjiga naučila eno stvar, je to, da so lepljive vizualne metafore lahko enako prekletstvo kot blagoslov.

Morda največje odkritje Stephena Hawkinga in razlog, zakaj je tako znan med fiziki, je bilo, da črne luknje ne živijo večno.

Svojo energijo sevajo v izjemno dolgih časovnih obdobjih skozi proces, odkrit leta 1974, znan kot Hawkingovo sevanje. Ta teden je bralec zastavil naslednje vprašanje:

Od odkritja Hawkingovega sevanja ga znanstvene publikacije opisujejo kot postopno izhlapevanje črnih lukenj zaradi spontanega ustvarjanja prepletenih delcev v bližini obzorja dogodkov. Pravijo, da se en delec posrka v črno luknjo, drugi pa odleti in postane Hawkingovo sevanje. Zaradi tega sevanja črne luknje postopoma izgubljajo maso in posledično popolnoma izginejo. Vprašanje je, če en delec pade v črno luknjo in drugi odleti, zakaj se črna luknja zmanjša? Ali se ne bi morala, nasprotno, zrediti?

Veliko vprašanje, ki vsebuje več napačnih predstav, nekatere je povzročil sam Hawking. Ugotovimo!

Pred več kot 101 letom je bila najdena prva natančna rešitev splošne teorije relativnosti: prostor-čas, ki opisuje ogromno singularnost, obdano z obzorjem dogodkov. Do odkritja je prišel Karl Schwarzschild, ki je takoj ugotovil, da je opisal črno luknjo: objekt, ki je tako gost in masiven, da niti svetloba ne more uiti njeni gravitacijski sili.

Dolgo časa je veljalo, da bo gravitacijski kolaps v črno luknjo nepovraten, če sestavite dovolj mase in jo stlačite v dovolj majhno območje vesolja, in da bo singularnost ne glede na začetno konfiguracijo mase točka, obzorje dogodkov pa krogla. Edini parameter, ki zanima znanstvenike - velikost obzorja dogodkov - bi moral biti določen samo z maso črne luknje.

Ko črna luknja absorbira vedno več snovi, se njena masa povečuje in povečuje se velikost. Dolgo časa je veljalo, da se bo to nadaljevalo, dokler ne bo več snovi, ki bi jo lahko absorbirali, ali dokler ne bo prišel konec vesolja.

Toda ta določba je nekaj spremenila. Revolucionarno odkritje, da je naše vesolje sestavljeno iz drobnih nedeljivih delcev, ki se ubogajo lastnega niza zakonov, kvantnega niza. Delci medsebojno delujejo prek različnih temeljnih interakcij, od katerih je vsako mogoče predstaviti kot niz kvantnih polj.

Ali želite izvedeti, kako delujeta dva električno nabita delca ali kako delujeta fotona? Vse to ureja kvantna elektrodinamika oziroma kvantna teorija elektromagnetnih interakcij. Kaj pa delci, odgovorni za močno silo: silo, ki drži skupaj protone in druge delce v jedrih? To je kvantna kromodinamika ali kvantna teorija močnih interakcij. Kaj pa radioaktivni razpad? To je kvantna teorija šibkih jedrskih interakcij.

Vendar temu kompletu manjkata dve komponenti. Eno je zlahka opaziti: v kvantnem svetu gravitacijske interakcije ne upoštevamo, saj nimamo kvantne teorije gravitacije. In drugo je bolj zapleteno: tri omenjene kvantne teorije običajno delujejo v ravnem prostoru, kjer lahko zanemarimo gravitacijske interakcije. Prostor-čas, ki temu ustreza v splošni teoriji relativnosti, se imenuje prostor Minkowskega. Toda v bližini črne luknje se prostor upogne in spremeni v Schwarzschildov prostor.

In kaj se zgodi s temi kvantnimi polji ne v praznem in ravnem prostoru, temveč v ukrivljenem prostoru ob črni luknji? Hawking se je tega problema lotil leta 1974 in dokazal, da prisotnost teh polj v ukrivljenem prostoru blizu črne luknje povzroči pojav toplotnega sevanja iz črnega telesa določene temperature. Ta temperatura in tok sta nižja, čim bolj masivna je črna luknja, zaradi dejstva, da je ukrivljenost prostora manjša na obzorju dogodkov večje in masivnejše črne luknje.

Stephen Hawking v svoji poljudnoznanstveni knjigi Kratka zgodovina časa (še vedno številka 1 na Amazonu v oddelkih kozmologije in relativistične fizike) opisuje vakuum prostora, sestavljen iz parov virtualnih delcev/antidelcev, ki nastanejo in izginejo. Po njegovem mnenju v bližini črne luknje včasih ena od dveh komponent tega virtualnega para pade čez obzorje dogodkov, medtem ko druga ostane zunaj. V takem trenutku, kot piše, zunanji člen para pobegne s pravo, pozitivno energijo, notranji člen pa ima negativno energijo, zaradi česar se masa črne luknje zmanjša, kar povzroči njeno postopno izhlapevanje.

Seveda ta slika ni pravilna. Za začetek sevanje ne prihaja samo z roba obzorja dogodkov črne luknje, temveč iz celotnega prostora, ki jo obkroža. Toda največja napačna predstava o tem procesu je, da črna luknja dejansko oddaja fotone, ne delcev in antidelcev. Pravzaprav ima sevanje tako nizko energijo, da sploh ne more proizvesti parov delec/antidelec.

Razlago dogajanja sem poskušal izboljšati s poudarkom, da govorimo o virtualnih delcih, torej o načinu vizualizacije kvantnih polj v naravi; to niso pravi delci. Toda te lastnosti lahko vodijo in vodijo do pojava pravega sevanja.

Vendar to ne drži povsem. Ta razlaga pomeni, da bo sevanje močno blizu obzorja dogodkov in bo videti šibko in nizkotemperaturno le na veliki razdalji od črne luknje. V resnici je sevanje povsod majhno in le majhen odstotek sevanja lahko povežemo s samim obzorjem dogodkov.

Prava razlaga je veliko bolj zapletena in kaže, da ima ta primitivna slika svoje omejitve. Koren problema je v tem, da različni opazovalci dobijo različne slike dogajanja in zaznave delcev, ta problem pa je v ukrivljenem prostoru bolj zapleten kot v ravnem prostoru. Preprosto povedano, en opazovalec bo videl prazen prostor, drugi, ki se premika s pospešeno hitrostjo, pa bo videl delce v njem. Bistvo Hawkingovega sevanja je nenehno povezano s tem, kje je opazovalec in kaj vidi, odvisno od tega, ali se giblje pospešeno ali miruje.

Z ustvarjanjem črne luknje na mestu, kjer je ni bilo, pospešite delce zunaj obzorja dogodkov, ki na koncu padejo v to obzorje. Ta proces je vir tega sevanja in Hawkingovi izračuni kažejo, kako neverjetno časovno podaljšan je ta proces izhlapevanja. Za črno luknjo z maso ene sončne mase bo izhlapevanje trajalo 10 67 let. Za največjo črno luknjo v vesolju z maso 10 milijard sonca bo to trajalo 10.100 let. Vendar pa je starost današnjega vesolja le približno 10 10 let, stopnja izhlapevanja pa je tako nizka, da bo minilo še 10 20 let, preden bodo črne luknje zaradi naključnih trkov z medzvezdnimi protoni, nevtroni ali elektroni začele izhlapevati hitreje kot rasti. .

Če torej na kratko odgovorimo na bralčevo vprašanje, lahko rečemo, da je slika, ki jo je narisal Hawking, preveč poenostavljena do te mere, da je napačna. Daljši odgovor je, da sevanje povzroča snov, ki pade v črno luknjo, in zaradi izjemno ukrivljenega prostora okoli obzorja dogodkov se to sevanje oddaja tako počasi, v tako dolgih časovnih obdobjih in v tako velikih prostorninah. Za še daljše in bolj tehnične razlage priporočam, da se obrnete (v vse večji kompleksnosti) na besedila Sabine Hossenfelder, Johna Baeza in Steva Giddingsa.

Eksperimentalni fizik Jeff Steinhauer iz Techniona (Izrael) je ustvaril kvantni analog črne luknje, opazoval njeno izhlapevanje (Hawkingov učinek) in prvič kvantno prepletenost med parom delcev, od katerih je eden padel na model objekta. , drugi pa se je oddaljil od njega. Rezultati raziskave, ki so jih znanstvenikovi kolegi sprejeli z velikim navdušenjem, so bili objavljeni v reviji Nature Physics.

Črne luknje so masivni objekti, omejeni s tako imenovanim obzorjem dogodkov. Vsako telo, ki doseže črno luknjo, po splošni teoriji relativnosti pade v gravitacijski objekt in ga ne more zapustiti. Tako se masa črne luknje po klasičnem opisu ne more zmanjšati. Situacija se spremeni v kvantnem primeru, kjer lahko gravitacijski objekt izhlapi v učinku, poimenovanem po odkritelju Stephenu Hawkingu.

Pojav se skrči na nastanek para virtualnih delcev na obzorju dogodkov. Delec s pozitivno energijo postane resničen in odleti iz črne luknje, drugi z negativno energijo pa pade vanjo in s tem zmanjša njeno maso. Pojav, ki ga je leta 1974 opisal britanski znanstvenik, nakazuje obstoj toplotnega sevanja. Znanstvenikov članek je podal izraz za njegovo temperaturo, ki se je izkazala za izjemno nizko. Na primer, za črno luknjo s sončno maso je velikosti milijoninke kelvina. Pri astronomskih opazovanjih s sodobnimi metodami je tako nizke temperature nemogoče ločiti od šuma.

Sovjetski teoretični fizik Vladimir Gribov je govoril o sevanju črnih lukenj. Znanstvenik ni napisal dela, posvečenega temu, ker je menil, da je pojav "samoumeven". Pred objavo članka Stephena Hawkinga o izhlapevanju gravitacijskih teles je sledil obisk ZSSR, kjer se je Britanec pogovarjal s sovjetskimi znanstveniki.

Leta 1981 je kanadski teoretični fizik Bill Unruh predlagal hidrodinamično analogijo črne luknje, ki je bila implementirana v Steinhauerjevih poskusih. Situacijo, podobno dogajanju na obzorju dogodkov resničnega gravitacijskega objekta, smo simulirali s pomočjo saserja (akustičnega laserja), ki je ustvaril zvočne valove posebne vrste v Bose-Einsteinovem kondenzatu - agregatnem stanju iz bozonov, ki se nahajajo na temperatura blizu absolutne ničle. V tej fazi se kvantni učinki, ki potekajo na mikroskopski ravni, začnejo kazati na makroskopski ravni: približno celotna substanca kondenzata se obnaša kot en makroskopski kvantni delec.

Kondenzat je bil sestavljen iz več deset tisoč atomov rubidija-87, oblikovanih v nekaj milimetrov dolg valjast oblak. Temperatura takega medija je manjša od enega kelvina, hitrost zvoka v njem pa približno pol milimetra na sekundo. Edine motnje v sistemu so kvantne fluktuacije. Opis okolja se izvaja s hidrodinamičnimi metodami. To omogoča uvedbo koncepta fononov - kvazidelcev (fiktivnih delcev), ki opisujejo zvočna nihanja. Steinhauer je lahko opazil njihovo virtualno rojstvo blizu analogije obzorja dogodkov in kvantne prepletenosti.

V ta namen je bila ustvarjena potencialna vrtina v Bose-Einsteinovem kondenzatu. Med prehodom so se delci pospešili do nadzvočne hitrosti. Del kondenzata, katerega delci so se gibali z nadzvočno hitrostjo, je bil analog črne luknje, njegovo območje, kjer so se delci gibali natanko z zvočno hitrostjo, pa je bil model obzorja dogodkov. Tam je zaradi kvantnih fluktuacij prišlo do rojstva parov fononov, katerih kvazidelci so se razpršili v nasprotnih smereh s podzvočno in nadzvočno hitrostjo. Podobno je treba opaziti v primeru prave črne luknje.

Steinhauerju je uspelo izmeriti temperaturo takšnega sevanja in vzpostaviti korelacijo med razpršenimi delci. V kvantni mehaniki je prepletenost pojav, pri katerem stanj delcev (kot je spin ali polarizacija), ločenih z razdaljo, ni mogoče neodvisno opisati. Korelacija se je pokazala kot enaka gostota kondenzata na nasprotnih, vendar enakih razdaljah od modelnega obzorja dogodkov. Znanstvenik je to dejstvo dejansko interpretiral kot prvi eksperimentalni dokaz o obstoju kvantne prepletenosti med pari delcev, rojenih na obzorju dogodkov črne luknje.

Steinhauerjev zadnji poskus je bil izveden 4,6 tisoč krat v šestih dneh. 50-letni znanstvenik, diplomant kalifornijske univerze v Berkeleyju (ZDA), je vse delo opravljal v laboratoriju, ki ga vodi in kjer je od leta 2013 edini zaposlen. Kolegi se sodelovanja s Steinhauerjem izogibajo zaradi njegove pedantnosti in visokih zahtev. Pred tem je znanstvenik leta 2009 ustvaril hidrodinamični analog črne luknje, leta 2014 pa je simuliral Hawkingovo sevanje.

Steinhauer verjame, da bo njegov model pomagal razrešiti paradoks izginotja informacij v črnih luknjah in pokazal na načine za poenotenje kvantne mehanike in splošne teorije relativnosti. Eksperimentatorjevega optimizma ne delijo vsi teoretiki. Leonard Susskind z Univerze Stanford (ZDA), ki se je ukvarjal s teorijo strun, na primer ugotavlja, da v modelni črni luknji ni izgube informacij in je zato neprimerna za reševanje paradoksa realnega objekta.

Steinhauerjev izraelski kolega, fizik Ulf Leonhardt, je opozoril, da so kvantno prepletenost v poskusih s hidrodinamično črno luknjo odkrili samo za visokoenergijske fotone. Za nizkoenergijske kvazidelce so korelacije v modelnem primeru šibke. Slednja okoliščina najverjetneje ne drži za prave črne luknje, kjer pride do kvantnega zapleta za fotone katerekoli energije.