Kínai tudósok műanyagból készítettek egy "fekete lyukat", ami ugyanúgy ejti csapdába a fényt, mint valódi kozmikus megfelelője, nagy előnye azonban, hogy itt nyomon lehet követni, mi is történik valójában. A kozmikus szörnyeteggel ellentétben a műanyag fekete lyuk nem veszélyes, ugyanakkor segít kissé érthetőbbé tenni a természet talán legkülönösebb objektumait, sőt még az energiagyűjtő eszközöknél is hasznos lehet, mint például a napelemek.

A fekete lyukakról tudjuk, hogy minden útjukba kerülő dolgot képesek elnyelni, még a fényt is, minderre az eseményhorizonton túl kerül sor. Az már kevésbé ismert, hogy a fekete lyukak rendelkeznek egy úgynevezett foton-szférával, egy meggörbített tér-idő területtel, ami meggörbítve foglyul ejti a fényt. A csillagászoknak soha nem sikerült ezt a foton-szférát megfigyelniük, ami a horizonton kívül helyezkedik el, mivel ahogy az elmélet kimondja, a csapdába esett fény nem szökhet ki, vagyis nem jut el a szemünkig, hogy láthassuk. Ezt szerette volna kiküszöbölni Hui Liu, a Nanjing Egyetemen, ezért munkatársaival megépítettek egy mesterséges fekete lyukat.

A természetben a fekete lyuk hatalmas gravitációjával ejti foglyul a fényt, amit itt a Földön egyrészt rendkívül nehéz, másrészt rendkívül veszélyes lenne újraalkotni. Ehelyett Liu csapata műanyagot használt, a gravitáció hatását pedig a műanyag azon tulajdonságának változtatgatásával érte el, ami meghatározza, milyen mértékben hajlítja a fényt, ezt nevezik törésmutatónak.

A törésmutató anyagonként különbözik, ezért is tűnik egy pohár vízbe állított szívószál úgy, mintha megtörne, a víz ugyanis jobban meghajlítja a fényt, mint a levegő, ezért magasabb a törésmutatója. Egy folyamatosan változó törésmutatójú anyag egész extrém hatásokat válthat ki, a sok kis hajlításból egy egyenletes görbületet alakítva ki, a fekete lyukak foton-szférájához hasonló szerkezetet eredményezve.

Liu csapata kvantumpöttyöket, parányi félvezető anyagdarabkákat használt, ami fluoreszkál, amikor megvilágítják. Mindezt olvadt akrilüveghez adták, majd a keveréket egy forgó kvarclapra vitték fel, lassan eloszlatva rajta, a középpontjába egy mikroszkopikus polisztirén gömböt helyeztek. A gömb egyfajta horgonyként szolgált, a keverék a gömb közelében volt a legvastagabb, majd fokozatosan vékonyodott. "Ez az effektív törésmutatót ugyanúgy változtatja, mint a tér görbülete teszi azt a fekete lyukak körül" - mondta Liu, hozzátéve, hogy ugyanazok az Einstein-egyenletek, amiket a fekete lyukak modellezéséhez alkalmaznak, képesek leírni a fény viselkedését az akrilban.

Egy lézerrel átvilágítva az anyagon megfigyelhető a mesterséges fekete lyuk működése, és több más ismerős gravitációs hatás is vizualizálható. A mikrogömbtől viszonylag távoli sugarak enyhén meghajlottak a gömb irányába, mielőtt folytatták volna útjukat. Ugyanezt a hatást az űrben gravitációs lencsének nevezzük, ami akkor alakul ki, amikor egy fénysugár elhalad egy nagy tömegű objektum, például egy csillag, vagy egy galaxis mellett. A meggörbült tér-idő megváltoztatja a sugár útját, alkalmazásával jobban láthatjuk a távoli objektumokat, például az exobolygókat.

A mesterséges fekete lyuk esetében azonban nő a vonzás, ahogy a lézer egyre közelebb kerül a polisztirén gömbhöz és végül lesz egy pont, ahol teljesen körbe fordítja a fényt. Korábban is készültek mesterséges fekete lyukak, melyek az esemény horizontot igyekeztek utánozni, hogy észlelni tudjanak egy másik rejtélyes hatást, a Hawking-sugárzást, a kínai csapaté azonban az első, ami a foton-szféra újraalkotását célozta.

A kvantumpöttyöknek köszönhetően a foton-szféra meg is jeleníthető. Míg a valódi fekete lyuknál a foglyul ejtett fény láthatatlan marad, a kvantumpöttyök egy részüket elnyelve egy másik szögben vörös fényt bocsátanak ki, lehetővé téve a szökést a "lyuk" fogságából. "Ez azt példázza, hogy nincs nagy rejtély az általános relativitásban leírt lencsehatásban, hagyományos anyagokkal is elérhetjük ugyanazt" - mondta Ulf Leonhardt, az izraeli Weizmann Intézet tudósa, aki korábban maga is dolgozott egy mesterséges esemény horizonton.


Liu modellje alkalmazható lehet az általános relativitás hatásainak tanulmányozására egy valódi fekete lyuk körül, a fény csapdába ejtésének képességének azonban ennél jóval gyakorlatibb alkalmazásai is lehetnek. "Ez egészen hasznos lehet a napelemeknél, foton detektoroknál, mikrolézereknél, és sok más energiagyűjtő eszköznél" - tette hozzá Leonhardt.