Сверхизлучение черных дыр нашли в водоворотах — Naked Science
Редакция

Сверхизлучение черных дыр нашли в водоворотах

Специалисты из Великобритании, Канады и Бразилии пришли к выводу, что водовороты способны усиливать проходящие волны.

untitled-1
©Wikipedia

Столкновение волны с препятствием приводит к рассеянию: отчасти волна проходит мимо, отчасти — отражается. В случае вращающегося препятствия энергия волны теоретически может увеличиться благодаря кинетической энергии вращательного движения. В 1971 году подобный феномен описал советский физик, один из создателей атомной и водородной бомб Яков Зельдович. Согласно его гипотезе, керровская (вращающаяся) черная дыра должна излучать гравитационные волны по аналогии с быстро вращающимся металлическим диском, который спонтанно и вынужденно испускает электромагнитные волны. Предположение Зельдовича легло в основу дискуссии с американским ученым Кипом Торном (Kip S. Thorne).

 

Дальнейшие расчеты подтвердили концепцию. В 1974 году британский физик Стивен Хокинг (Stephen W. Hawking), после встречи с Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским, показал, что небольшие черные дыры благодаря туннельному эффекту могут быть способны не только к поглощению, но и к излучению элементарных частиц. Причем конечным этапом такого излучения выступает «испарение». Несмотря на математическое описание, подход, однако, имеет ряд недостатков и оспаривается некоторыми исследователями. В частности, существование излучения Хокинга предусматривают не все квантовые теории гравитации, кроме того, он приводит к проблеме исчезновения информации.

 

Коэффциент отражения волн в зависимости от волнового числа (розовые звездочки) / ©Theo Torres et al., Nature Physics, 2017

 

До сих пор ни излучение Хокинга, ни усиление рассеиваемых волн после столкновения с вращающимся препятствием эмпирически не наблюдались. Чтобы восполнить пробел, сотрудники Ноттингемского университета, Федерального университета ABC (UFABC) и других учреждений провели эксперимент с водой. На первом этапе они налили жидкость в прямоугольную емкость, после чего в центре резервуара открыли отверстие и обеспечили приток. Регулируя объем оттока, авторы могли поддерживать постоянный уровень вещества. В результате возникал водоворот, и физики генерировали волны в направлении его центра от одного из краев сосуда. Затем они изучили трехмерную форму рассеиваемых волн.

 

Анализ показал, что при определенных условиях — высоких скорости вращения и частоте волн — на поверхности наблюдалось усиление энергии волн до 14 процентных пунктов. По словам ученых, механизм явления остается неясным, вероятно, он связан с волнами отрицательной энергии, которые наблюдаются в неравновесных средах. При сравнении таких сред с волной и без оказывается, что полная энергия первых меньше, чем у последних, поскольку, как предполагается, отрицательные волны поглощаются водоворотом. Потенциально вывод может быть распространен на черные дыры: наряду с «глухой дырой» водоворот может рассматриваться как модель аналоговой черной дыры.

 

Подробности исследования представлены в журнале Nature Physics.

 

Ранее команда Event Horizon Telescope (EHT) приступила к «проявке» первого снимка черной дыры.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 11:04
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

2 часа назад
9 минут
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Сегодня, 11:04
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

2 часа назад
9 минут
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: