Как компьютеры помогают изучать черные дыры

Наука не стоит на месте. В американском Университете штата Луизиана физики создали имитацию черной дыры, связанной с белой дырой. Для этого они использовали нелинейный оптический материал, который может воспроизводить эффект горизонта событий и излучения Хокинга.

Итак, они смогли доказать, что между излучением и внутренней частью черной дыры есть квантовая запутанность.

Со временем любая черная дыра постепенно испаряется из-за многочисленных квантовых эффектов. В это же время она испускает излучение Хокинга, а также теряет массу. Сами же частицы, которые уходят все дальше от горизонта событий, квантово запутаны с недрами черной дыры.
Проверить на практике это, конечно, нереально. Как минимум потому, что излучение Хокинга – слабое, а потому и теряется среди других ярких источников излучения.

В целом, если говорить коротко и понятно, то ученые показали, что, освещая аналоговые горизонты событий фотонами, можно усиливать запутанность в излучении Хокинга. То есть грубо говоря, частицы, которые вылетают из черной дыры, и правда были в ней. И все это благодаря компьютерному моделированию. Выходит, даже черная дыра становится иногда белой.

И это – не первый случай, когда именно благодаря технологиям получается исследовать черные дыры. Так, три года назад ученые из Принстонского университета смогли создать уникальный микрочип, который имитирует структуру пространства-времени внутри черной дыры или миниатюрной двумерной Вселенной.

"Обычные компьютеры в принципе не могут просчитать поведение сложных квантовых материалов и систем. Мы попытались создать устройство, которое заставит природу провести эти расчеты за нас. Этот чип позволит нам задуматься над тем, как мы можем "встроить" квантовую механику в искривленные пространства", — рассказывает Алисия Коллар (Alicia Kollar) из Принстонского университета (США).

Таким образом, ученые смогли создать чип, в который вставили множество кусочков сверхпроводников. Они, в свою очередь, играли роль волноводов, по которым могли бы перемещаться частицы света, выработанные источниками микроволн. Затем все это взаимодействовало друг с другом. Другие же взаимодействия будут замедлять движение других частиц, или влиять на них.

Чипы уже сейчас помогают раскрывать секреты черных дыр, в том числе и то, как они испаряются под действием излучения Хокинга.