Сверхизлучение черных дыр нашли в водоворотах — Naked Science
6 минут
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.
Вчера, 13:47
2 минуты
Илья Ведмеденко

В Европе начались работы по проектированию космического мусоросборщика Clearspace-1. Контракт на его разработку намерены подписать в ноябре.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

9 часов назад
5 минут
Илья Ведмеденко

Недавно ВКС России провели испытания новой противоракеты системы ПРО. Теперь Минобороны представило видео тестов.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Позавчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: