Experimente mit gewöhnlichem fließendem Wasser erlaubten uns, Stephen Hawkings Hypothese zu testen, dass Schwarze Löcher doch nicht so "schwarz" sind.
Schwarzes Loch und Wasser: Sie sehen sich wirklich ähnlich
Ein internationales Forscherteam unter der Leitung des schottischen Professors Ulf Leonhardt führte ungewöhnliche Experimente durch, indem es Schwarze Löcher mit ihrem Ereignishorizont in einem Badezimmer simulierte.
Wir haben im Artikel "Die erstaunliche Geschichte der Schwarzen Löcher" ausführlich über das Konzept der Schwarzen Löcher und verwandte Konzepte gesprochen. Kurz gesagt, der Ereignishorizont um ein Schwarzes Loch ist eine imaginäre Linie, an deren Grenze die Geschwindigkeit der Materie, die in das Loch gleitet, die Lichtgeschwindigkeit übersteigt und über die hinaus nichts zurückkehren kann. Nun, in dem von Wissenschaftlern erstellten Wassermodell ist der Ereignishorizont eine Linie, auf der die Strömungsgeschwindigkeit des fließenden Wassers die Geschwindigkeit der Wellenausbreitung entlang seiner Oberfläche übersteigt. Indem sie die Geschwindigkeit der Strömung und die Höhe der Wellen variierten, zeichneten die Wissenschaftler das Geschehen mit der Kamera auf und verbrachten dann mehr als 7 Monate damit, die Daten zu analysieren. Sie suchten nach einer Möglichkeit, die Hypothese zu bestätigen (oder zu widerlegen), die der berühmte theoretische Astrophysiker Stephen Hawking Mitte der 1970er Jahre aufgestellt hatte.
Der Kern seiner Hypothese ist, dass ein Schwarzes Loch nicht absolut schwarz ist, wenn man Quanteneffekte berücksichtigt. Das heißt, es absorbiert nicht nur alles in einer Reihe, sondern emittiert auch einen Strom von Elementarteilchen in den Weltraum. Tatsache ist, dass nach der Quantenfeldtheorie im physikalischen Vakuum der Prozess des Auftretens und der Vernichtung von Teilchen-Antiteilchen-Paaren ständig vor sich geht. Solche Prozesse finden auch in der Nähe des Ereignishorizonts statt, und vereinfachend können wir sagen, dass eines der Teilchen in den Horizont gezogen wird und für immer verschwindet - und das andere in den Weltraum abgestrahlt wird. Hawking-Strahlung konnte man bisher noch nicht direkt im All beobachten - aber vielleicht wird es ja im Labor möglich?
Die Wissenschaftler testeten diese Idee im hydrodynamischen Labor von Genimar in Frankreich, wo sie über einen 30 Meter langen Wasserkanal verfügten, der mit einem Wellengenerator und leistungsstarken Pumpen ausgestattet war, die eine beträchtliche Strömung erzeugen konnten. Normalerweise greifen Schiffbauer auf die Dienste dieser Anlage zurück, um die Rümpfe neuer Schiffe und U-Boote zu entwickeln, aber geistreiche Wissenschaftler haben mit ihrer Hilfe Schwarze Löcher erforscht.
In der Tat gelang es ihnen, auf den erh altenen Aufzeichnungen Spuren von Wellen und „Anti-Wellen“zu beobachten, die sich in der Nähe des „Ereignishorizonts“bildeten. Professor Leonhardt selbst erklärt: „Natürlich erzeugt die Wasserströmung keine Antiteilchen, aber sie kann „Antiwellen“erzeugen: Gewöhnliche Wellen schwingen in ihrer Ausbreitungsrichtung auf und ab, und diese Wellen umgekehrt. Und wir haben ihr Erscheinen definitiv im Ereignishorizontmodell in unserem Becken aufgezeichnet.“Die „Anti-Wellen“erwiesen sich als relativ schwach, aber immer noch spürbar – ihre Ergebnisse stimmen laut Leonhardt jedoch nicht ganz mit den theoretischen Layouts überein, und es bleibt noch viel zu tun, was sie endlich bringen wird Denken Sie sowohl an das Wassermodell des Ereignishorizonts selbst als auch an die Datenanalyse, die Sie erh alten können.
Denken Sie an eine andere sehr geniale Studie, in der ein groß angelegtes Phänomen an einem harmlosen Labormodell untersucht wurde. Jupiters Stürme wurden nämlich in einer Seifenblase (" Hurrikan") modelliert.
