أخذ العلماء خطوة أقرب من إثبات إشعاع هوكينغ معمليًا “Hawking radiation”، وهو إشعاع حراري تتنبأ الفيزياء بأنه يصدر عن الثقوب السوداء نتيجة لظواهر كمومية -باستخدام ألياف ضوئية تناظرية لأفق الحدث- وهو عبارة عن نموذج تم إنشاؤه في المعمل لفيزياء الثقوب السوداء- أفاد باحثون من معهد وايزمان “Weizmann” للعلوم في رحوفوت “Rehovot”، أن إسرائيل قد أحدثت إشعاعات هوكينج نشطة في المعمل.
وطبقًا للنسبية العامة فلا يمكنك الهروب من الثقب الأسود وأنه فور عبورك لأفق الحدث، ليس هناك مجال للعودة. حتى الضوء لا يمكنه الهروب من قوة جذب الثقب الأسود إليه رغم كونه أسرع شيء في الكون.
وتقول النسبية العامة أيضًا، أنه ليس هناك أي إشعاعات كهرومغناطيسية للثقب الأسود، ولكن كما تنبأ هوكينغ فالثقب الأسود يبث إشعاعات كهرومغناطيسية إذا أضفت بعض من ميكانيكا الكم إلى حساباتك. وتسمى هذه الظاهرة إشعاع هوكينغ “Hawking radiation” وهو يمثل إشعاع الجسم الأسود ناتجًا عن حرارة الثقب الأسود الذي يتناسب عكسيًا مع كتلته.
هذا الإشعاع خافت للغاية بحيث لا يمكن اكتشافه بواسطة أدواتنا الحالية. ولذلك تقوم كيو “cue” بإنشاء شيء شبيه بالثقب الأسود في المعمل من أجهزة تنتج موجات صوتية، هذه لن تقوم بالطبع من خلق المجال المغناطيسي للثقب الأسود -وهو شيء جديد لنا- لكن الرياضيات المستخدمة مماثلة للرياضيات التي تصف الثقوب السوداء في ضوء النسبية العامة. هذه المرة، كانت فكرة الفريق هي اختيار نظام الألياف الضوئية الذي طوره ليوناردت “Leonhardt” قبل بضع سنوات. تحتوي الألياف الضوئية على أنماط متناهية الصغر من الداخل تعمل كقناة. عند دخول الألياف يبطئ الضوء قليلًا فقط.
لإنشاء نظير لأفق الحدث، يتم إرسال نبضتين من ضوء الليزر الملون فائق السرعة من أسفل الألياف. يتداخل الأول مع الثاني مما يؤدي إلى تكون أفق الحدث، ويمكن ملاحظته كتغييرات في معامل الانكسار للألياف. ثم استخدم الفريق ضوءًا إضافيًا على هذا النظام مما أدى إلى زيادة الإشعاع بتردد سالب، أي أن الضوء “السلبي” كان يستمد الطاقة من “أفق الحدث” وهو دليل على إشعاع هوكينج.
في حين أن النتائج كانت بلا شك رائعة، إلا أن الهدف النهائي للبحث هو مراقبة إشعاع هوكينج الحقيقي. فإن الانبعاثات المعملية تتطلب محفزات كهرومغناطيسية، عكس إشعاع هوكينغ الناتج طبيعيًا من الثقب الأسود. كما أن هناك مشكلة أخرى، الإشعاعات نادرًا ما تكون واضحة، لأنه من المستحيل إعادة الظروف المحيطة بأفق الحدث بدقة في المختبر. حيث من الصعب أن تكون متأكدًا بنسبة 100% أن الانبعاثات لم تنشأ عن تضخيم الإشعاع الطبيعي، على الرغم من أن ليونهارت وفريقه واثقون من أن تجربتهم أنتجت بالفعل إشعاع هوكينج. ولكن في كلتا الحالتين، يعد هذا إنجازًا رائعًا، وقد ألغى لغزًا آخرًا بين يدي الفريق أيضًا، فقد وجدوا أن النتيجة لم تكن كما المتوقع.
وقال ليونهاردت لصحيفة فيزياء وورلد “Physics World” “حساباتنا العددية تتنبأ بإشعاع هوكينج أقوى بكثير مما رأيناه، نحن نخطط للتحقيق في هذا تاليًا. لكننا مستعدون لأي مفاجآت وسنظل أسوأ منتقدينا”.
كتابة: زهره صابر
مراجعة: هاجر حسين
تصميم: امنية عبدالفتاح
تحرير: اسراء وصفي
