가까운 장래에 과학자들은 블랙홀에 대한 유명한 물리학자 스티븐 호킹의 가장 유명한 예측을 간접적으로 테스트할 수 있는 새로운 실험을 수행할 계획입니다.
과학자들은 원자를 보이지 않게 함으로써 빛의 속도에 가까운 속도로 움직이는 물체를 감싸는 미묘한 양자 광선을 볼 수 있을 것이라고 믿습니다.
Unruh(또는 Davies-Unruh) 효과라고 하는 광선 효과는 빠르게 가속하는 물체 주변의 공간이 가상 입자 떼로 채워진 것처럼 보이게 하여 이러한 물체를 따뜻한 빛으로 감싸줍니다. 이 효과는 호킹 복사로 알려진 가상 입자가 블랙홀의 가장자리에 자발적으로 나타나는 호킹 효과와 밀접하게 관련되어 있기 때문에 과학자들은 오랫동안 다른 하나의 존재를 암시하기 위해 하나를 탐지하려고 노력해 왔습니다. 그러나 어떤 효과도 알아차리기가 매우 어렵습니다. 호킹 복사는 블랙홀의 기이한 심연 주변에서만 발생하며, 운루 효과에 필요한 가속도를 얻으려면 워프 드라이브가 필요할 것입니다.
그러나 과학자들에 따르면 물질을 효과적으로 보이지 않게 할 수 있는 기술로 운루 효과의 힘을 극적으로 증가시키는 메커니즘을 발견했습니다.
"이것은 어려운 실험이고 우리가 그것을 수행할 수 있다는 보장은 없지만 이 아이디어는 우리의 신성한 희망입니다".
1970년대 과학자들이 처음 제안한 운루 효과는 양자장 이론의 많은 예측 중 하나입니다. 이 이론에 따르면 빈 진공 같은 것은 없습니다. 사실, 공간의 모든 주머니는 무한한 양자 규모 진동으로 채워져 있으며, 충분한 에너지가 주어지면 거의 즉시 서로를 소멸시키는 입자-반입자 쌍으로 자발적으로 폭발할 수 있습니다. 그리고 물질이든 빛이든 모든 입자는 단순히 이 양자장의 국부적인 여기입니다.
1974년 스티븐 호킹은 블랙홀의 가장자리, 즉 블랙홀의 사건 지평선에서 느껴지는 극도의 중력이 가상 입자를 생성할 것이라고 예측했습니다.
아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 중력은 시공간을 왜곡하므로 양자장은 블랙홀 특이점의 거대한 중력 인력에 가까워질수록 더 왜곡됩니다. 양자 역학의 불확실성과 이상함 때문에 이것은 양자장을 왜곡하여 시간이 고르지 않게 움직이고 필드 전체에 에너지가 폭발하면서 불규칙한 주머니를 만듭니다. 블랙홀의 가장자리에 겉보기에는 아무것도 아닌 것에서 가상 입자가 나타나게 하는 것은 이러한 에너지 불일치 때문입니다.
호킹 효과와 마찬가지로 운루 효과도 아인슈타인이 예측한 양자역학과 상대론적 효과의 기묘한 융합을 통해 가상 입자를 생성합니다.
Unruh 효과를 테스트하기 위해 과학자들은 전자를 마이크로파 빔으로 조사하여 빛의 속도로 전자를 가속할 실험실 입자 가속기를 구축할 계획입니다. 그들이 효과를 감지할 수 있다면, 특히 아인슈타인의 상대성 이론과 양자 역학 사이의 가능한 연결을 탐색할 수 있는 실험을 수행할 계획입니다.
"일반 상대성 이론과 양자 역학 이론은 현재 여전히 다소 차이가 있지만 우주의 모든 것이 어떻게 작동하는지 설명하는 통합 이론이 있어야합니다", 공동 저자인 워털루 대학의 응용 수학 교수인 Achim Kempf는 말했습니다. "우리는 이 두 가지 큰 이론을 하나로 묶는 방법을 찾고 있었고, 이 작업은 실험을 기반으로 새로운 이론을 테스트할 수 있는 기회를 열어줌으로써 이를 수행하는 데 도움이 됩니다.".
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