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.
11 часов назад
5 минут
Денис Гордеев

Ранее мнение ученых о влиянии этого лекарства на развитие раковых опухолей было совсем другим.

Вчера, 13:59
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые доказали, что введение в организм дозы окситоцина способствует профилактике остеопороза и избавляет от ранних симптомов заболевания. Первые опыты провели на крысах, но эффективность гормона уже планируют проверить на людях.

Вчера, 11:44
11 минут
Мария Азарова

Президент подчеркнул, что препарат, созданный российскими специалистами, успешно прошел все этапы испытаний и доказал свою эффективность в борьбе с вирусом.

Вчера, 11:44
11 минут
Мария Азарова

Президент подчеркнул, что препарат, созданный российскими специалистами, успешно прошел все этапы испытаний и доказал свою эффективность в борьбе с вирусом.

6 августа
30 минут
Николай Цыгикало

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

Позавчера, 15:11
9 минут
Мария Азарова

Будут ли в России осенью вновь вводить ограничения по Covid-19? Есть ли люди, перенесшие коронавирус, но организм которых почему-то не выработал антитела? На эти и многие другие вопросы попытался ответить российский ученый-медик Арег Тотолян.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

31 июля
9 минут
Sergei Sobol

Сейчас, когда многие вокруг задумываются, а не попробовать ли что-то новое и не сменить ли профессию, программирование точно одно из тех направлений, к которому стоит присмотреться. Может, вы об этом уже думали?

[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: