Физики впервые воспроизвели в лаборатории процесс извлечения энергии из черной дыры
Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Сэр Роджер Пенроуз, британский физик и математик, предсказал, что при определенных условиях из черных дыр можно извлекать энергию. Черная дыра должна вращаться, тогда тело, падающее в сфере ее влияния, в определенный момент может разделиться на балласт и остаточное тело. Балласт упадет в черную дыру, остаточное тело по сложному механизму получит энергию от вращения черной дыры.
Процесс Пенроуза основан на происходящем в эргосфере. Это область, в которой вращение черной дыры увлекает за собой пространство-время. В ней объект и распадается надвое. Остаточный объект получает энергию, пропорциональную энергии балласта. Если погружать в эргосферу «подвешенный» объект, то теоретически из вращающихся черных дыр можно извлекать энергию.
Советский ученый Яков Зельдович позже развил эту концепцию и показал, что волны также могут получать энергию от вращающихся объектов и усиливаться.
Теперь физики сообщили, что смогли воспроизвести этот процесс в лабораторных условиях. Они усилили электромагнитные волны, используя устройство, симулирующее интенсивное вращение без необходимости физически вращаться. Статья об этом опубликована в журнале Nature.
Исследователи построили работающий в радиодиапазоне прибор, свойства которого быстро меняются в пространстве и времени. Это кольцо электронных резонаторов, чьи свойства быстро изменялись в тщательно выверенной синхронизированной последовательности. Хотя аппаратное обеспечение оставалось на месте, изменения в параметрах системы создавали движущийся паттерн в кольце. В результате этого электромагнитные волны вели себя так, будто система физически вращалась.
«Волны извлекали энергию из системы и усиливались, воспроизводя основные физические процессы Пенроуза — Зельдовича. Наш подход основан на использовании специально разработанных метаматериалов, предназначенных для управления распространением волн», — сказал соавтор исследования Хади Мусса (Hady Moussa).
Замена физического движения на «синтетическое» вращение помогла исследователям преодолеть препятствия, существующие в этой области десятилетиями. Синтетическое вращение позволяет имитировать взаимодействие волн с объектом, движущимся быстрее скорости света, которое иначе исследовать невозможно.
«Этот успешный эксперимент переместил исследования динамики экстремального вращения из теоретической области в поле практики и создал гибкую экспериментальную платформу для изучения широкого круга явлений на пересечении астрофизики, волновой и квантовой физики. Это повлияет на фундаментальные науки, фотонику, оптику и системы связи», — рассказала первый автор научной работы Хадисе Насари (Hadiseh Nasari).
Telegram 
Дзен 
VK Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
В колониях голых землекопов царит железный порядок: потомство приносит только одна самка — королева. Остальные в размножении не участвуют и трудятся на благо сообщества. Более 40 лет ученые пытались понять, как именно королеве удается подавлять репродуктивную функцию сородичей. К ответу приблизилась международная команда биологов.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии