Новое открытие в изучении черных дыр совершили ученые

Слово "бомба черной дыры" может создать представление о новейшем космическом оружии, но на самом деле это нечто совершенно другое. Хотя такая "бомба" и может взорваться, она представляет собой инструмент для глубокого изучения физики черных дыр. Эти космические объекты поглощают материю и скрывают сингулярности, где законы физики перестают работать.

Об этом сообщает портал arXiv.

Ученые разработали первую в истории "бомбу черной дыры", которая представляет собой теоретическое явление, когда энергия усиливается черной дырой и захватывается отражателями, пока не происходит своего рода "взрыв". Однако важно отметить, что эта бомба не имеет отношения к настоящей черной дыре — это безопасная модель, предназначенная для улучшения понимания физики черных дыр и их воздействия на окружающее пространство.

Идея извлечения энергии из черной дыры была впервые предложена физиком Роджером Пенроузом в 1969 году. Он выдвинул гипотезу, что частица, которая проходит очень близко к вращающейся черной дыре, может получить энергию благодаря эффекту, описанному общей теорией относительности.

В этом случае черная дыра воздействует на пространство-время вокруг себя, ускоряя его и заставляя частицы получать дополнительную энергию.

В 1971 году физик Яков Зельдович предложил, что аналогичный процесс может наблюдаться и в других ситуациях, например, когда свет вращается вокруг быстро движущегося металлического цилиндра. Он вычислил, что эффект сверхизлучения проявится, если скорость вращения цилиндра совпадает с распространением света, хотя для этого требуется невероятно высокая скорость.

Зельдович предложил, что вращающийся цилиндр, окружённый зеркалом, может усиливать энергию через положительную обратную связь до ее выброса или взрыва. Применяя эту концепцию к черным дырам, можно создать бомбу черной дыры, которая выделяет энергию, аналогичную взрыву сверхновой, используя усиление электромагнитных колебаний в вакууме.

Хотя всё это оставалось теорией, физики теперь нашли способ реализовать ее с помощью вращающегося цилиндра и магнитных полей. В их эксперименте используется вращающийся алюминиевый цилиндр, окружённый тремя слоями катушек, создающих вращающееся магнитное поле.

Это поле действует как зеркало, а его взаимодействие с цилиндром, как предсказал Зельдович, усиливает магнитное поле, исходящее от него.

Физики также обнаружили, что даже без внешнего магнитного поля, создаваемого катушками, установка все равно генерирует убегающий сигнал в окружающих катушках, аналогично теоретическому примеру с черной дырой, которая не требует внешнего источника энергии для активации этого процесса.

Ученые утверждают, что создание модели бомбы черной дыры дает основания полагать, что подобные процессы могут происходить вокруг реальных черных дыр. Это открытие может помочь лучше понять, как черные дыры передают энергию частицам в их окрестностях, и послужить основой для проверки теорий о еще не обнаруженных частицах, таких как те, которые могут быть ответственны за темную материю.

Физики утверждают, что если существуют новые поля, то мы можем наблюдать гравитационные волны, возникающие из-за выброса частиц черными дырами, или увидеть, как эти дыры замедляют свое вращение, отдавая энергию новым частицам.

В таком случае сверхизлучение превращает черные дыры в своего рода детекторы частиц, позволяя исследовать их влияние на окружающее пространство и материи.

Ранее "Курсор" писал, что в звездном скоплении Паломар 5 ученые нашли рой черных дыр звездной массы, который перемещается через нашу галактику. Шаровые звездные скопления всегда были объектами интереса для ученых, но еще более захватывающими являются длинные звездные потоки, простирающиеся на огромные расстояния через Млечный Путь.