Излучение Хокинга – на Земле и на практике

Пока Хокинг, Хартл и Хертог искали доказательства в пользу теории вечной инфляции, другая группа физиков занималась экспериментом, в ходе которого надеялась получить излучение Хокинга не на границе черной дыры и не на горизонте событий ранней вселенной, а в лаборатории. Даниэле Фаччо из Инсубрийского университета (город Комо) вместе со своей командой сообщил под конец сентября 2010 года в статье, поданной в Physical Review Letters, об успехе эксперимента[453]. Они стреляли лазером по глыбе стекла. Расчет строился на том, что, проходя через стекло, лазерный импульс изменит скорость с учетом индекса рефракции (преломления света) в стекле. Если сильный лазерный импульс А послать вслед за более слабым и медленным В, А постепенно настигнет его, и в результате скорость света поблизости от импульса В замедлится. Импульс В будет все более замедляться, пока вовсе не остановится: конец импульса А, ведущий себя подобно горизонту событий черной дыры, поглотит его.

Вспомним разговор об излучении Хокинга: постоянно возникают пары частиц. Две частицы в паре возникают вместе, а потом расходятся. Спустя короткий – невообразимо короткий – промежуток времени они вновь соединяются и уничтожают друг друга. Когда это происходит на горизонте событий черной дыры, то может случиться и так, что прежде чем пара вновь встретится и аннигилирует, частица с отрицательной энергией пересечет горизонт событий и угодит в черную дыру. Частица с положительной энергией тоже может упасть в черную дыру, но не обязана. Она освобождается от уз партнерства и может покинуть горизонт событий в виде излучения Хокинга. Наблюдателю со стороны покажется, будто частица вылетела из самой черной дыры, но на самом деле она вылетела с наружного ее края, а парная частица унесла свою отрицательную энергию в черную дыру.

Фаччо и его сотрудники наблюдали именно такие частицы – в данном случае фотоны, – стараясь определить, втягивает ли в себя горизонт событий одну частицу из пары, когда импульс проходит через стекло, давая таким образом возможность второй частице ускользнуть в виде излучения Хокинга. Они установили камеру, направили ее на стеклянный блок и 3600 раз выстрелили в него лазером. Камера зафиксировала слабое излучение как раз в том спектре частот, который предсказан излучением Хокинга. Тщательно исключив другие источники сияния, исследователи пришли к выводу, что они в самом деле наблюдали излучение Хокинга.

Получит ли за это Хокинг Нобелевскую премию, которую, как правило, не присуждают даже за самые интересные гипотезы, если те не подтверждаются данными экспериментов или наблюдений? В ноябре 2010 года, вскоре после эксперимента в Комо, я спросила Хокинга: как, на его взгляд, Фаччо с командой в самом деле получили излучение Хокинга? Он ответил намеком: “Нобелевскую премию мне не присудят”.