Woda, wiry i czarne dziury, czyli naukowa odyseja w wannie

Za drzwiami laboratorium na tyłach Uniwersytetu w Nottingham rozgrywa się prawdziwa rewolucja naukowa. Miejsce to nosi nazwę Black Hole Laboratory, a za jego prowadzenie odpowiedzialna jest profesor Silke Weinfurtner. Jej przełomowe badania nad czarnymi dziurami, prowadzone przy pomocy zaawansowanego symulatora przypominającego wielką wannę, mogą dostarczyć nieocenionego wglądu w tajemnicze prawa fizyki.

 

Profesor Weinfurtner jest pionierką w dziedzinie analogowej grawitacji - badaniu, które skupia się na podobieństwach między układami płynów na Ziemi a ekstremalnymi środowiskami we wszechświecie. Wcześniejsze badania naukowczyni dotyczyły promieniowania Hawkinga, procesu, w którym teoretycznie czarne dziury stopniowo "odparowują", doprowadzając do ich ostatecznego zniknięcia. Teraz, Weinfurtner wraz ze swoim zespołem, dzięki bardziej zaawansowanemu symulatorowi, przenoszą swoje badania na wyższy poziom.

 

Ich symulator to prawdziwe cudo technologiczne. Imituje on ruch płynu przez otwór odpływowy, który w matematycznym modelu reprezentuje zakrzywienie czasoprzestrzeni pod wpływem intensywnego pola grawitacyjnego czarnej dziury. Badając te płynne układy, profesor Weinfurtner ma nadzieję rozwikłać zagadki związane z czarnymi dziurami.

 

Jednym z kluczowych pytań, na które chce odpowiedzieć, jest kwestia ewentualnego "wyparowania" czarnych dziur. Czy rzeczywiście tak się dzieje, czy też trwają one w nieskończoność? Jak mówi Weinfurtner: "Wszystkie te efekty są niewiarygodnie piękne i mają fundamentalne znaczenie. Dla mnie analogie są darem natury. Istnieje cała klasa układów, w których zachodzą te same procesy fizyczne."

 

Prace prowadzone przez Weinfurtner mają nie tylko estetyczną wartość. Dzięki nim naukowcy są w stanie wypełnić lukę między teoriami grawitacji a teoriami kwantowymi, które choć skutecznie wyjaśniają otaczający nas świat, mają problemy z koegzystencją w skrajnych warunkach panujących w czarnych dziurach.

 

Innowacyjny symulator Weinfurtnera traktuje maleńki wir w naczyniu z nadciekłym helu jak czarną dziurę. Schłodzony do -271 stopni Celsjusza hel wykazuje efekty kwantowe. W przeciwieństwie do wody, która może obracać się z dowolną prędkością, wir helowy może obracać się tylko z określoną stałą prędkością. Pulsacje powstające na powierzchni helu są dokładnie obserwowane za pomocą lasera i kamery o wysokiej rozdzielczości, a ich wyniki symulują promieniowanie zbliżające się do czarnej dziury.

 

Konsekwencje badań profesor Weinfurtner są dalekosiężne. Dzięki pracy z analogową grawitacją w laboratorium, naukowcy mogą głębiej zrozumieć podstawowe prawa rządzące wszechświatem. Wiedza ta może przyczynić się do postępu w takich dziedzinach jak astrofizyka, kosmologia czy mechanika kwantowa.

 

Czarne dziury mogą wydawać się tematem zastraszającym i tajemniczym, jednak Weinfurtner przypomina nam, że podobne zjawiska można zaobserwować w naszym codziennym życiu. "To się dzieje w mojej wannie. Może to wcale nie jest takie dziwne" - mówi.

 

Za drzwiami Black Hole Laboratory, profesor Silke Weinfurtner kontynuuje swoją pionierską pracę. Nie ma wątpliwości, że wiele jeszcze odkryje, korzystając ze swojego klucza do tajemnic wszechświata