Dem Technion ist neuerlich ein großer wissenscnaftlicher Durchbruch gelungen und konnte eine Prognose vom Jahrhundertphysiker Stephan Hawking bestätigen.
In der Pressemitteilung führt das Technion aus Haifa aus: “Stephen Hawking sagte voraus, dass ein Schwarzes Loch – ein Himmelsobjekt mit einer so starken Gravitation, dass nichts seinem Griff entkommen kann – wie ein gewöhnliches warmes Objekt (ein “Schwarzer Körper”, der eine konstante Strahlung aussendet, die allein von seiner Temperatur abhängt), wie ein Stern, strahlt.
Als solches sollten Schwarze Löcher nicht nur Strahlung aussenden, sondern diese “Hawking-Strahlung” eines Schwarzen Lochs sollte über die Zeit konstant sein, wie die Strahlung eines Schwarzen Körpers.
Die Temperatur der Hawking-Strahlung wird durch die Oberflächengravitation bestimmt. Je stärker die Schwerkraft an der Oberfläche des Schwarzen Lochs ist, desto höher ist die Temperatur.
Obwohl Hawkings Vorhersage schon fast 50 Jahre alt ist, wurde sie an realen (himmlischen) Schwarzen Löchern noch nicht gemessen, da die erwartete Temperatur der Hawking-Strahlung sehr niedrig ist, im Bereich von Nano-Kelvin oder darunter.
Die Gruppe um Professor Jeff Steinhauer vom Technion Physics Department hat ein sonisches Schwarzes Loch geschaffen – ein System, aus dem Schallwellen nicht entkommen können, in Analogie zu realen Schwarzen Löchern, aus denen nicht einmal Licht jenseits einer kugelförmigen Oberfläche, dem sogenannten Ereignishorizont, entkommen kann.
In einer Veröffentlichung vom 4. Januar 2021 in Nature Physics zeigte die Gruppe, dass stationäre Hawking-Strahlung tatsächlich von einem sonischen Schwarzen Loch emittiert wird.
Sie maßen 97.000 Wiederholungen des Experiments, was 124 Tagen kontinuierlicher Messung entspricht, und beobachteten die spontane Hawking-Strahlung zu sechs verschiedenen Zeitpunkten nach der Entstehung des sonischen Schwarzen Lochs und verifizierten, dass die Temperatur und Stärke der Strahlung konstant blieb.
Außerdem verfolgten sie die Entwicklung der Hawking-Strahlung während der gesamten Lebensdauer des sonischen Schwarzen Lochs und verglichen und kontrastierten sie mit Vorhersagen für reale Schwarze Löcher.
Wie erwartet, beobachteten sie zunächst den Anstieg der Hawking-Strahlung, der dem bei der Entstehung eines realen Schwarzen Lochs erwarteten Anstieg ähnlich war, gefolgt von der vorhergesagten stationären spontanen Emission.
Das Ende der konstanten Hawking-Strahlung im Schallschwarzen Loch wurde durch die Bildung eines inneren Horizonts markiert, einer kugelförmigen Fläche innerhalb des Schallschwarzen Lochs, in der die Schallwellen nicht mehr gefangen sind.
Dieser innere Horizont strahlte nach außen ab und regte zusätzliche Hawking-Strahlung an, was zu einem schnellen Wachstum der Hawking-Strahlung über die spontane Emission hinaus führte.”
Originalpublikation > HIER
English Summary
“Stephen Hawking predicted that a black hole – a celestial object with such strong gravity that nothing can escape its grip – radiates like an ordinary warm object (a “black body,” which emits constant radiation that depends solely on its temperature), like a star. As such, not only should black holes emit radiation, but this “Hawking radiation” from a black hole should be constant over time, like the radiation from a black body. The temperature of the Hawking radiation is determined by the surface gravity. The stronger the force of gravity on the surface of the black hole, the higher the temperature. Though Hawking’s prediction is almost 50 years old, it has not yet been measured in real (celestial) black holes due to the very low Hawking radiation temperature expected, at the nano Kelvin scale or lower.The group led by Professor Jeff Steinhauer of the Technion Physics Department created a sonic black hole – a system from which sound waves cannot escape, in analogy with real black holes from which not even light can escape beyond a spherical surface termed the event horizon. In a January 4, 2021 paper in Nature Physics, the group showed that stationary Hawking radiation is indeed emitted from a sonic black hole. They measured 97,000 repetitions of the experiment, corresponding to 124 days of continuous measurement, and observed spontaneous Hawking radiation at six different times after the formation of the sonic black hole, and verified that the temperature and strength of the radiation remained constant.”
Quelle/Sender (ausgewählt, adaptiert, endübersetzt ohne Gewähr von Glocalist. Übernommene Passagen durch Anführungszeichen markiert): Technion